Progetto Energia Alta Val di Non.

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1 Progetto Energia Alta Val di Non

2 Gestione degli Effluenti Zootecnici: valutazioni tecniche ed economiche Progetto Energia Alta Val di Non - Malosco 23 Ottobre /10/2012 2

3 Obiettivi - Studio delle risorse e problematiche del settore agro-zootecnico dell Alta Val di Non. -Analisi dell attuale gestione degli effluenti zootecnici -Analisi della normativa vigente (Europea, nazionale e regionale) - Studio di fattibilità tecnico-economica di uno o più impianti interaziendale di digestione anaerobica ed delle eventuali sezioni di post trattamento del digestato -Censimento e Geo-localizzazione delle aziende zootecniche -Valutazione del potenziale di biometanazione per singolo comune e per l intero territorio dell Alta Val di Non -Dimensionamento di massima dell impianto di digestione anaerobica ed ipotesi di posizionamento -I IPOTESI: recupero di energia termica ed elettrica dalla cogenerazione -II IPOTESI: produzione di biometano 3

4 Censimento e Geolocalizzazione Tabella 1 Numero di aziende per comune e provincia Tipologia di Allevamento Totale bovini e bufalini totale suini totale ovini e caprini totale avicoli totale equini, struzzi, conigli, api e altri allevamenti Trento (TOTALE) Val di Non (TOTALE) Totale totale totale totale totale struzzi, Tipologia di Allevamento bovini e suini ovini e avicoli equini conigli, api e bufalini caprini altri allevamenti Alta Val di Non (TOTALE) Amblar Cavareno Dambel Don Fondo Malosco Romeno Ronzone Ruffrè-Mendola Sarnonico Dati ISTAT Censimento dell Agricoltura 4

5 Censimento e Geolocalizzazione Tabella 2 Numero di capi totali per comune e provincia Tipo allevamento totale bovini totale totale ovini totale e bufalini suini e caprini avicoli Trento (TOTALE) Val di Non (TOTALE) Alta Val di Non (TOTALE) Amblar Cavareno Dambel Don Fondo Malosco Romeno Ronzone Ruffrè-Mendola Sarnonico Dati ISTAT Censimento dell Agricoltura 5

6 Censimento e Geolocalizzazione Vacche e manze 6

7 Censimento e Geolocalizzazione Ovaiole Suini Caprini Equini 7

8 Specie Categoria Animale Peso vivo Produzione di liquame e letame Tipo di stabulazione Dettaglio stabulazione Liquame letame o materiale palabile Quantità di paglia Bovini Equini Ovaiole Vacche da latte in produzione kg/capo 600 Fissa Libera (m³/t p.v. /anno) Libera con cuccetta Libera con cuccetta groppa a groppa - (m³/t p.v. / a) (t/t p.v. / a) (m³/t p.v. / a) (kg/t p.v./ giorno) con paglia ,8 5 senza paglia 33-0 su lettiera permanente 14, su lettiera inclinata ,1 5 senza paglia 33-0 con paglia Libera con cuccetta testa a con paglia ,3 5 testa Libera con cuccetta ,6 5 con paglia totale (anche nelle aree di esercizio) Fissa con lettiera 3,2 17,5 23,5 5 con paglia totale (anche nelle aree di esercizio) 2, su lettiera inclinata 2, Libera su fessurato 26 0 con lettiera solo in area Rimonta ,4 10 di riposo vacche da 300 Libera con Latte cuccetta senza paglia 26 0 (Manze) Libera con cuccetta groppa con paglia ,9 5 a groppa Libera con cuccetta testa con paglia ,5 5 a testa Fissa con lettiera 3,2 17,5 23,5 5 con paglia totale (anche nelle aree di esercizio) 2, su lettiera inclinata 2, Libera su fessurato 26 0 con lettiera solo in area Bovini e ,4 10 di riposo bufalini all ingrasso 350 Libera con cuccetta 26 0 cuccetta groppa Libera con ,9 5 a groppa Libera con cuccetta testa ,5 5 su fessurato a testa Puledri da ingrasso 170 in recinti individuali o collettivi ,4 - Stalloni e Fattrici 550 in recinti individuali o collettivi ,4 - con fessurato ovaiole e (posatoio) totale o riproduttori (capo 1,8 a terra parziale e disidratazione della 0, leggero) pollina nella fossa sottostante predisidratazione con ovaiole 0,05 9,5 19 nastri ventilati in batterie di (capo 1,8 predisidratazione con gabbie 0, leggero) fossa profonda e tunnel senza predisidratazione 22 0 ovaiole e con fessurato (posatoio) riproduttori (capo 2,0 a terra 0, totale o parziale e disidratazione della pollina nella fossa pesante) sottostante predisidratazione con ovaiole 0,05 9,5 19 nastri ventilati in batterie di (capo 2,0 predisidratazione con gabbie 0, pesante fossa profonda e tunnel senza predisidratazione 22 0 a terra 1, numero di cicli/anno : 2,8 senza predisidratazione 22 0 pollastra 0,7 in batterie di predisidratazione con gabbie 0,05 9,5 19 nastri ventilati (2,8 cicli/anno) Polli da carne 1,0 a terra 1,2 8,8 13,5 con uso di lettiera (numero di cicli/anno : 4,5) faraone 0,8 a terra con uso di lettiera 0, tacchini maschi 0,0 a terra con uso di lettiera; n di cicli/anno : 2 0,4 4,5 6,2 Tabella 10 Tipologie di capi animali individuate e considerate in Alta Val di Non Bovini o Vacche da latte in produzione, stabulazione fissa con paglia o Vacche da latte in produzione, stabulazione libera con cuccetta* o Rimonta vacche da Latte, stabulazione fissa con lettiera o Rimonta vacche da latte, stabulazione libera cuccetta* o Bovini e bufalini all'ingrasso, stabulazione fissa Equini o Equini stalloni e fattrici Avicoli o Ovaiole E Riproduttori Leggeri A Terra Con Fessurato * media tra le diverse tipologie di stabulazione libera con cuccetta, così come intese dal DM 7 aprile 2006 Valutazione dei quantitativi di liquame e letame! 8

9 ton/anno Produzione di liquame e letame Tabella 12 Ripartizione tra liquame e letame in Alta Val di Non, in funzione della tipologia di allevamento e stabulazione Allevamento Liquame Letame (materiale palabile) Tipo Stabulazione m 3 /a ton/a ton/d ST SV m 3 /a ton/a ton/d ST SV (%TQ) (%ST) (%TQ) (%ST) TOTALE Alta Val di Non Bovini Vacche da latte in produzione, st. fissa con paglia Bovini Vacche da latte in produzione, st. libera con paglia Bovini Rimonta Vacche Da Latte, st. fissa con letteria Bovini Rimonta Vacche Da Latte, st libera con paglia Bovini Bovini e bufalini all'ingrass, st. fissa Avicoli Ovaiole e riproduttori leggeri, a terra con fessurato Equini Equini stalloni e fattrici Vacche da latte in produzione, st. fissa con paglia Vacche da latte in Rimonta Vacche Da Latte, Rimonta Vacche Da Latte, produzione, st. libera con paglia st. fissa con letteria st libera con paglia Bovini e bufalini all'ingrass, st. fissa Ovaiole e riproduttori leggeri, a terra con fessurato Equini stalloni e fattrici Liquame Letame 9

10 Tabella 13 Ripartizione tra liquame e letame in Alta Val di Non, in funzione della tipologia di allevamento e comune Liquame Letame Allevamento Bovini Avicoli Equini Totale Bovini Avicoli Equini Totale Comuni ton/a ton/a ton/a ton/a ton/a ton/a ton/a ton/a Alta Val di Non (TOTALE) ,02 0,02 222, , ,74 1,62 742, ,86 Amblar 31,10 0,02 118,80 149,93 189,00 1,62 396,00 586,62 Cavareno 6.000,59 103, , ,10 346, ,60 Dambel 820,85 820, , ,96 Don 234,36 234,36 838,95 838,95 Fondo 1.953, , , ,54 Malosco 139,64 139,64 500,25 500,25 Romeno 9.391, , , ,95 Ronzone 1.320, , , ,34 Ruffrè-Mendola 350,35 49,50 399, ,55 165, ,55 Sarnonico Produzione di liquame e letame 1.276, , , ,80 ton/anno Amblar Cavareno Dambel Don Fondo Malosco Romeno Ronzone Ruffrè Mendola Sarnonico Liquame Letame 10

11 Carichi zootecnici e superficie agricola Visione più immediata del carico zootecnico di bovini in ambito comunale misurato in termini di capi per ettaro di SAU. Fornisce i trend spaziali della distribuzione e della densità delle produzioni zootecniche nei comuni dell Alta Val di Non in relazione alla SAU. 11

12 Carichi zootecnici e superficie agricola Tabella 17 Distribuzione e densità dei capi bovini nell area di studio kgn/anno per Tipologia allevamento Bovini (kgn/anno) Avicoli (kgn/anno) Equini (kgn/anno) Totale (kgn/anno) SAU necessaria in ZVN (ha) SAU disponibile (ha) Indice SAU Alta Val di Non (TOTALE) , Amblar 1267, , ,5 18,1 99,3 81,2 Cavareno 45563, , ,0 277,1 154,6-122,5 Dambel 8280, ,1 48,7 nd nd Don 4612, ,0 27,1 51,6 24,5 Fondo 21066, ,8 123,9 426,2 302,3 Malosco 2751, ,1 16,2 162,3 146,2 Romeno 66311, ,9 390,1 470,5 80,4 Ronzone 13773, ,4 81,0 84,2 3,2 Ruffrè-Mendola 6281,34 735, ,2 41,3 171,4 130,1 Sarnonico 14570, ,2 85,7 111,3 25,6 Dal confronto della SAU necessaria e la SAU disponibile si evince che complessivamente l Alta Val di Non ha la potenzialità, in un ottica di cooperazione, di gestire il problema dello spandimento degli effluenti zootecnici nel proprio territorio. La situazione della sostenibilità della zootecnia è particolarmente critica nei comuni di Cavareno e Ronzone, dovela produzione di azoto è eccedentaria rispetto ai limiti dei 170 kgn/ha anno, richiedendo delle superfici aggiuntive. Per contro si evidenziano situazioni positive di alcuni comuni che hanno SAU in eccedenza, come i comuni di Fondo, Malosco e Ruffrè Mendola. 12

13 Digestione Anaerobica 13

14 Digestione Anaerobica BIOGAS 14

15 Potenziale di biometanazione Materiali m 3 biogas/t SV (*) Deiezioni animali (suini, bovini, avi cunicoli) Residui colturali (paglia, colletti barbabietole, ecc.) Scarti organici agroindustriali (siero, scarti vegetali, lieviti, fanghi e reflui di distillerie, birrerie e cantine ecc.) Scarti organici di macellazione (grassi, contenuto stomacale ed intestinale, sangue, fanghi di flottazione, ecc.) Fanghi di depurazione FORSU Colture energetiche (mais, sorgo zuccherino, erba, ecc.) (*) Solidi volatili: frazione della sostanza secca costituita da sostanza organica 15

16 [ML2]Non ho riferimento [ML2]Non ho riferimento [ML3]Non ho riferimento Progetto Energia Alta Val di Non - Malosco 23 Ottobre 2012 Potenziale di biometanazione Tabella 22 Biomasse per la digestione anaerobica in Alta Val di Non e loro resa in biogas (m 3 per tonnellata di solidi volatili) Effluenti zootecnici Solidi totali % TQ Solidi volatili* %ST m 3 biogas/ t SV (*) % CH 4 Letame bovino Liquame bovino Letame equino Liquame equino 7, Pollina di galline ovaiole (*) Solidi volatili: frazione della sostanza secca costituita da sostanza organica Dati Valutazioni EURAC In particolare, la sostanza escreta dai bovini è stata calcolata in funzione della tipologia di animale e del peso vivo e poi verificata effettuando delle considerazioni in merito alla produzione di latte e all utilizzo della paglia o della segatura negli allevamenti come materiale di lettiera. La segatura, largamente utilizzata in Alta Val di Non, comporta una riduzione del potenziale specifico di biometanazione, in quanto meno biodegradabile della paglia. 16

17 Produzione di Biogas: per tipologia di settore Potenziale metanigeno Energia Elettrica prodotta Allevamento Stabulazione m 3 biogas/a m 3 CH 4 /a Potenza Unita cogenerativ a kwe Elergia elettrica prodotta MWh/a Elergia termica prodotta MWh/a Alta Val di Non (TOTALE) Bovini Vacche da latte in produzione, st. fissa con paglia Bovini Vacche da latte in produzione, st. libera con paglia Bovini Rimonta Vacche Da Latte, st. fissa con letteria Bovini Rimonta Vacche Da Latte, st libera con paglia Bovini Bovini e bufalini all'ingrass, st. fissa Avicoli Ovaiole e riproduttori leggeri, a terra con fessurato Equini Equini stalloni e fattrici

18 Produzione di Biogas: per comune 18

19 IPOTESI A Scelta progettuale realizzazione di un unico impianto interaziendale da 400 kwe da collocare negli spazi individuati acavareno IPOTESI B realizzazione di due impianti di biogas inferiori a 300 Kwe (di circa 300kWe e 150kWe ciascuno), uno nella zona centro nord (Fondo, Ronzone, Malosco, Sarnonico, Ruffré ) e uno nella zona Sud (Amblar, Cavareno, Dambel, Don, Romeno) del territorio. Tale soluzione è stata individuata sia per ottimizzare le distanze di conferimento degli effluenti dagli allevamenti al sito di trattamento sia nell ottica di massimizzare la logistica nonché i finanziamenti del decreto ministeriale del 6 luglio 2012 di due impianti di biogas inferiori a 300 Kwe. IPOTESI B Work in progress 19

20 Scelta progettuale Potenziale metanigeno Energia Elettrica prodotta Allevamento m 3 biogas/a m 3 CH 4 /a Potenza Unita cogenerativ a kwe Elergia elettrica prodotta MWh/a Elergia termica prodotta MWh/a Centro Nord Fondo Ronzone Malosco Sarnonico Ruffrè Sud Amblar Cavareno Dambel Don Romeno

21 Grazie Progetto Energia Alta Val di Non - Malosco 23 Ottobre

22 BIOGAS Produzione energia elettrica e calore da fonti rinnovabili Diminuzione effetto serra, calcolo Tep da potenzialità mercato Utilizzo in agricoltura digestato -> Miglioramento qualità dei suoli, risparmio impiego fertilizzanti di sintesi BIOMETANO Risparmio carburanti da fonti fossili [Tep] Sfruttamento completo contenuto energetico biogas Valorizzazione parco macchine a metano italiano Apertura nuovi mercati Gestione processo produzione biometano in impianto centralizzato Rete di distribuzione e utilizzo per autotrazione 22

23 Cogenerazione ALLEVAMENTI n animali Biogas teorico Metano Potenza unità cogenerativa Energia Elettrica prodotta Potenza unità cogenerativa Energia Termica prodotta Provenienza Substrato m3/a m3/a kwe MWh/a kwt MWh/a Bovini Vacche da latte in produzione Fissa , ,40 168, ,65 194, ,82 Con paglia 571 Bovini Vacche da latte in produzione Libera , ,40 222, ,61 256, ,02 Con paglia 1224 Bovini Rimonta Vacche Da Latte, fissa , ,03 46,25 379,24 53,36 437,59 con letteria 363 Bovini Rimonta Vacche Da Latte, libera , ,74 80,69 661,64 93,10 763,43 con paglia 790 Bovini Bovini e bufalini all'ingrasso Fissa , ,60 9,66 79,23 11,15 91,41 Avicoli Ovaiole E Riproduttori Leggeri A Terra 402,85 221,57 0,09 0,78 0,11 0,90 Con Fessurato 100 Equini Equini stalloni e fattrici , ,08 15,57 127,68 17,97 147,32 TOTALE , ,81 543, ,83 627, ,49 23

24 Cogenerazione: Schema impiantistico Stalla 1 70 ton/d 55 ton/d Stalla 2 (10 km) 500 KWe m m 3 24

25 Cogenerazione: Schema impiantistico Recupero elettrico: 11% Autoconsumo impianto (per incentivi) Potenza unità cogenerativa Energia Elettrica prodotta Autoconsumo EE ausiliari Consumo termico digestore Produzione EE alla rete Ricavi totali regime 0.28 kwe MWh/a MWh/a MWh/a MWh/a /anno , Recupero termico: Nei casi più critici fino al 80% serve per il riscaldamento del refluo in ingresso alla temperatura di esercizio del digestore e per compensare le dispersioni termiche dei digestori. Il restante calore potrebbe essere utilizzato per un essiccamento dell effluente solido della digestione anaerobica, al fine di commercializzarlo o per scopi termici di piccole utenze e/o allevamenti vicini. 25

26 Biometano Il biogas viene convertito in biometano mediante un processo di rimozione dell anidride carbonica denominato upgrading, associato ad un pretrattamento di purificazione suddiviso in diverse fasi: deidratazione, desolforazione e rimozione di componenti indesiderati, la cui sequenza dipende dalla specifica tecnologia di upgrading adottata. I metodi attualmente più usati sono: Adsorbimento a pressione oscillante (PSA); Lavaggio ad acqua sotto pressione; Lavaggio chimico con sostanze amminiche; Lavaggio fisico con solventi organici; Metodi di separazione tramite membrane; Processi criogenici; Realizzazione di impianti di erogazione di metano per l autotrazione alimentati per mezzo di autocisterna. 26

27 BIOGAS e BIOMETANO Definizione dei principali fattori/valori economici legati alla realizzazione e gestione di impianti a biogas e biometano: Valore Attuale Netto Tasso Interno di Rendimento Tempo di ritorno dell investimento 27

28 Problematiche ambientali emissioni in atmosfera, odori Emissioni diffuse Ammoniaca Gas serra Odori Aree di movimentazione delle biomasse e stoccaggi Emissioni convogliate Cogeneratore Fumi (CO, NO x,polveri,cot,nh 3 ) 28

29 Problematiche ambientali Emissioni in atmosfera (protossido di azoto, ammoniaca gas serra, odori): PUNTI DI CRITICITA Aree di scarico/stoccaggio sottoprodotti vegetali e animali emissioni da sfiati di emergenza/ sovrapressione dei Premiscelatori Stoccaggio del digestato Separazione delle fasi con centigughe, stabilizzazione e maturazione della frazione organica digerita e/o stoccaggio del digestato solido MISURE MITIGAZIONE Caricamento immediato in impianto o invio a contenitori di stoccaggio chiusi con trattamento aree ; silos per lo stoccaggio dei sottoprodotti liquidi presidiati da impianti di abbattimento degli odori; installazione di un impianto di abbattimento la vasca di stoccaggio chiusa anche con telo plastificato e l'aria presente tra il pelo del liquido e la copertura aspirata e convogliata ad un impianto di biofiltrazione L area di stoccaggio chiusa e in depressione in modo da captare l aria che viene convogliata ad un impianto di biofiltrazione 29

30 Problematiche ambientali rumore, traffico Rumore: apparecchiature utilizzate nelle varie sezioni Relazione di previsione di impatto acustico in funzione dei punti sensibili Accorgimenti per l attenuazione dei livelli sonori (es. motori all interno di container) Traffico veicolare: flussi di materiale in ingresso/uscita Piano del traffico (adeguatezza della viabilità locale e misure volte a mitigare eventuali criticità riscontrate) 30

31 Problematiche ambientali Tutela della qualità dei suoli e delle acque: PUNTI DI CRITICITA Produzione di digestato con elevato tenore di azoto inquinamento ambientale MISURE MITIGAZIONE Prevedere fase di separazione solido liquida del digestato tal quale. Laddove non è possibile l utilizzazione agronomica del digestato occorre prevedere un idoneo trattamento sia della frazione liquida che della frazione solida prima dello smaltimento finale. prevenire l insorgere di fenomeni o processi di degrado 31

32 Utilizzazione agronomica del digestato Legge 134/2012 : digestato sottoprodotto equiparabile, per quanto attiene agli effetti fertilizzanti e all'efficienza di uso, ai concimi di origine chimica Il digestato deve essere applicato ai terreni agricoli nel rispetto del Regolamenti nazionali e regionali in materia di utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento e delle acque reflue derivanti da aziende agricole e piccole aziende agroalimentari: L apporto di N zoot nelle ZVN e nelle ZO non può superare rispettivamente i 170 kg/ha/anno ed i 340 kg/ha/anno. Rispetto, anche per il digestato, dei Limiti di Massima Applicazione Standard (MAS) al fine di garantire l equilibrio tra fabbisogno delle colture e apporti. 32

33 DM 6 luglio 2012 Incentivi per energia da fonti rinnovabili elettriche non fotovoltaiche Stabilisce il regime di incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti alimentati a fonti rinnovabili, a partire dal 2013: 1. tipo di alimentazione (colture dedicate o sottoprodotti) 2. potenza installata Favorita maggiormente la combinazione bassa potenza (fino a 300 kwe) + alimentazione prevalente di sottoprodotti (almeno 70%) 33

34 DM 6 luglio 2012 Premi per impianti a biogas che utilizzano tecnologie avanzate [1/2] A fronte di un incentivo significativamente più basso rispetto alla precedente tariffa omnicomprensiva, sono stati previsti premi aggiuntivi per gli impianti ad elevate performance ambientali COGENERAZIONE AD ALTO RENDIMENTO (CAR): ad oggi negli impianti a biogas si disperde circa il 60-70% dell energia totale sotto forma di calore; si può ridurre tale percentuale con tecnologie che consentono di valorizzare la quota termica (es. teleriscaldamento di utenze limitrofe all impianto, alimentazione di sistemi di recupero azoto quali essiccamento del digestato) Il premio previsto dal DM è variabile da 10 a 40 /MWh (in funzione del tipo di alimentazione e modalità di utilizzo) 34

35 DM 6 luglio 2012 Premi per impianti a biogas che utilizzano tecnologie avanzate [2/2] RECUPERO/RIMOZIONE DI UNA DEFINITA PERCENTUALE DI AZOTO: per impianti che operare in regime di CAR È previsto un premio che varia da 15 a 30 /MWh differenziato in funzione della percentuale di recupero e della potenza installata. In ogni caso il recupero dell azoto non deve comportare emissioni in atmosfera di ammoniaca o altri composti ammoniacali e le vasche di stoccaggio del digestato e quelle eventuali di alimentazione dei liquami in ingresso devono essere dotati di copertura impermeabile. 35