Rimini 12 febbraio 2015

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1 GIUSEPPE CIUFFREDA WORKSHOP AGRONOMIA DEL BIOGAS FATTO BENE Rimini 12 febbraio 2015

2 SAU mondo in ha Mais Produzione Mondo t/anno SAU Italia in ha ettari Mais Produzione Italia t/anno Mais ,89% 0,91% Momdo Italia Momdo Italia 99,11% 99,09% 2 Fonte: FaoStat e Istat

3 dal 2011 e il 2013 si è osservato un calo di superficie (10 %) e di produzione (25%). Questi dati lasciano intravedere l avvio di una fase recessiva per il mais. I fattori che hanno portato a questa situazione sono: eventi climatici avversi (siccità, piogge primaverili prolungate); stagnazione delle rese; calo delle quotazioni; problemi fitosanitari. 3 Fonte:

4 Francia Centrale e sotto la pianura padana Francia del Nord, Sud della Germania e Austria Stabile: Francia del Nord, Sud della Germania, Austria Pressione media 850 hpa nel periodo Marzo-Agosto Il limite alto dell anticiclone dell Azzorre è convenzionalmente indicato a m etri s.l.m 4 Fonte: National Oceanic and Atmospheric Administration

5 Temperatura: +0.5 C Precipitazioni: increase Radiazione solare: decrease ET: stable Siccità: decrease Temperatura: +1.5 C Preciptazioni: decrease? Radiazione solare: increase ET: increase Siccità: increase 5 Fonte: Effetti del cambiamento climatico sulla dimamica evolutiva delle malerbe. XIX Convegno S.I.R.F.I 17 th Bologna (IT) Mariani F et al., (presentation in

6 6 Fonte: Effetti del cambiamento climatico sulla dimamica evolutiva delle malerbe. XIX Convegno S.I.R.F.I 17 th Bologna (IT) Mariani F et al., (presentation in

7 Agronomica 7

8 1. Elevato potenziale metanigeno 2. Elevata produttività di sostanza organica 3. Buona attitudine alla conservabilità 4. Buona digeribilità 5. Facilità di raccolta 6. Elevata adattabilità alle condizioni climatiche

9 Cereali autunno vernini Triticale, Grano Orzo Colture primaverili Mais Sorgo Barbabietola da zucchero Greening della nuova PAC aziende superiori ai 30 ettari, rotazione colturale con tre colture: una principale non superiore al 75% della superficie a seminativo e la somma delle due prime colture non deve esser maggiore del 95%. 9

10 L utilizzo della BBB nella filiera biogas è una realtà più che consolidata nel Nord Ovest della Germania in Italia a partire dal 2012 alcuni impianti hanno iniziato a utilizzare tale matrice. Nel corso del 2014 è stata eseguita una prova varietale (8 tesi complessive) in due differenti località, rispettivamente in provincia di Mantova e Padova, 10

11 Mantova Padova Media due località Indice Radici (t/ha) Radici (t/ha) % SS SS (t/ha) Metano (Nm 3 /ha) Media Varietà 145,68 113,6 129,4 16,2 20,1 7986,7 Caratteristiche della bietola da biogas: l 80% della Sostanza secca è zucchero Alta digeribilità (10-12 giorni) Elevato contenuto d acqua aiuta a diluire e fluidificare il carico del digestore Riduzione degli autoconsumi Aumento della produzione di biogas grazie all effetto sinergico 11

12 12 Fonte Pia Mähnert 2007 modificato

13 Radici t/ha Proteine %SS Ceneri %SS NDF %SS ADF %SS ADL %SS Metano Tot Nm3/ha VARIETA' Casa sementiera SS% SST/ha ARIETE (STD) SESVANDERHAVE ,0 18,7 12,1 1,9 26,8 6,9 4, ARNOLD STRUBE ,1 20,2 8,9 2,2 25,6 6,7 3, BIFORT SESVANDERHAVE ,5 22,2 13,1 0,7 24,2 7,8 2, CORRIDA KWS KWS ,8 18,9 6,9 3,1 22,2 6,0 3, EINSTEIN STRUBE ,0 22,9 9,0 1,0 23,6 8,3 3, GERTY KWS KWS ,8 17,2 8,3 1,7 20,5 5,8 3, ICEBERG SESVANDERHAVE ,3 18,4 6,8 2,0 20,5 5,7 3, VERDI SESVANDERHAVE ,1 22,0 5,4 2,2 15,0 5,4 3, MEDIA 113,4 17,7 20,1 8,8 2 22,3 6,6 3,

14 Fresca tal quale Stoccaggio in cumuli per brevi periodi 7-10 gg (raccolte scalari) Per alcuni mesi novembre-marzo (unica raccolta) Insilata In silobag da sola o con sottoprodotti (paglia-stocchi di mais, ecc) In trincea con altre matrici (sorgo o mais) Silos verticali chiusi Laguna 14

15 Insilamento solo radici in silobag b a

16 Insilamento solo radici in silobag Apertura del silobag dopo 150 gg c b a Fittone dopo150 giorni b Presenza di percolato a

17 Il silobag realizzato il 23 novembre 2012 durata 200 giorni (apertura 11 giugno 2013) 8 t paglia di grano duro 80 t radici di bietola.

18 Velocità produzione [Nm 3 /tsv/giorno] Produzione Metano dopo 7 mesi d insilamento Produzione CH 4 [Nm3/t SV] Giorni Potenziale metanigeno delle due matrici (determinazione con metodo discontinuo) Nm 3 biogas/t SV metano % Nm 3 di metano t SV Radici di bietola fresca (1) Radici di bietola insilata (1) (200 giorni) Paglia > 3 cm (2) Paglia mm (2 e 3) Paglia di grano+ barbabietola Paglia di grano Giorni Paglia di grano+ barbabietola Paglia di grano

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20 SORGO Baura (FE) - Az. Gherardi Bagnoli di Sopra (PD) - Az. Musini Conselice (RA) - Cooperativa Agricola Braccianti Massari 14-mag 10-mag 07-mag Argillo-limoso Limoso-sabbioso Argilloso-limoso triticale + sorgo mais frumento 90 U di azoto (urea) in post emergenza (un intervento) 90 U di azoto (urea) in post emergenza (unico intervento) 100 kg /ha N da Entec 46 Unico apporto in pre emergenza non irriguo 4 settembre 8 settembre 26 agosto 20

21 Nel 2014 sono stati censiti più di 100 varietà Granella Biomassa/fibra Zuccherini Foraggeri Riguardo alle lunghezza del ciclo spesso non è indicato la classe di appartenenza (giorni o FAO) ma solo la dicitura: precoce, medio o tardivo. Sono tutti adatti per la produzione di biogas? 21

22 S. Secca /ha Biomassa tal quale t/ha Biomassa tal quale Sosatnza secca 22

23 % SS Altezza cm % di Sostanza Secca Altezza in cm 23

24 , ,3 3,8 0,0 1, ,3 12,5 12,1 16,4 23,7 3,1 12,5 10,9 10,6 5,3 7,2 7,1 9,6 18,4 4,8 10,8 17,6 4,5 10,8 0 ZUCCHERI AMIDO 24

25 Amido %SS Zuccheri semplici %SS Proteine %SS , ,5 6,0 4,6 5,6 5, ,6 18,0 11,1 13, ,3 6,3 0,8 4,0 5,0 granella taglia alta zuccherino foraggero fibra medie 12 ibridi monosfalcio 25

26 Amido %SS Zuccheri semplici %SS Proteine %SS ,5 5,6 7,8 8,2 7,9 8,1 8,3 5,2 5,7 4,5 4,2 5,4 8,5 6,6 8,0 4,9 8,1 6,2 8,1 6,5 8,4 8,0 8,2 6,8 5,9 6,6 8,3 6,5 8,3 8,1 6,7 5,5 7,9 8,2 6,6 5, ,6 30,3 30,7 31,2 32,0 30,8 27,0 31,3 28,7 30,6 28,4 30,2 29,8 28,7 26,8 28,1 28,7 29,

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29 Insilato di sorgo Insilato di Mais Insilato di segale Substrati non trinciati Substrati Triciati dopo desilamento Substrati dopo l estrazione della lignina triciati 29 Y. Sterr, D. Bryniok, Total energetic and material utilization of crop plants: more biogas without lignin? In consultato il

30 BIOGAS Nm 3 /t di SV BIOGAS Nm 3 /t di SV MAIS SENZA LIGNINA SEGALE SENZA LIGNINA SORGO SENZA LIGNINA SORGO NON TRINCIATO SORGO TRINCIATO SORGO SENZA LIGNINA GIORNI GIORNI 30

31 Amido 40 ceneri Zuccheri semplici 10 EMICELLULOSA 0 Proteine CELLULOSA ADL (lignina) mais (composizione media 17 ibridi) sorgo (composizione media 12 ibridi) bietola (composizione 8 varietà) 31

32 Sorgo da biomassa + radici di bietola intera

33 Sorgo da biomassa + radici di bietola trinciata

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37 60-70% Sorgo 30-40% radici di bietola Questo tipo di miscela ha consentito di sostituire una tonnellata di silomais senza registrare cali di produzione di biogas, in alcuni casi si è registrato un lieve aumento del contenuto di metano. Giorni alimentazione totale ton media ton die sorgo/bietole intere ,4 3,027 sorgo/bietole spezzate ,3 3, ,7 37

38 Stoccaggio in cumulo

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41 Stoccaggio delle bietole in cumulo Radici in cumulo sul campo Radici in platea al digestore b a

42 Stoccaggio delle bietole in cumulo Sperimentazione Raccolta 21 dicembre 2011 Fine prova 3 aprile giorni di stoccaggio b a

43 Stoccaggio delle bietole in cumulo 9 sacchi in tutto di cui: Sperimentazione prelevati dopo 70 giorni(t1) 3 prelevati dopo 93 giorni (T2) Termometr o 3 prelevati dopo 106 giorni (T3) T1 T2 T3 Dopo ogni prelievo peso e analisi di laboratorio a

44 Stoccaggio delle bietole in cumulo Monitoraggio delle temperature durante la prova temp max nel cumulo temp min nel cumulo temp max esterna temp min esterna Giorni b a

45 Perdita di peso Stoccaggio delle bietole in cumulo Perdita (%) di peso durante lo stoccaggio 2% 0% -2% -4% -6% -8% -10% Giorni ,3% -7,6% R² = 0,9932-9,0% -12% -14% b a

46 Stoccaggio delle bietole in cumulo Variazione della sostanza secca e dei solidi volatili

47 AC_BUTIRR_ SACCAROSIO AC_ACETICO AC_ PROP_ Stoccaggio delle bietole in cumulo Variazione della sostanza secca e dei solidi volatili Means and 95,0 Percent LSD Intervals Means and 95,0 Percent LSD Intervals 0,43% SS ,023% SS fresche al 21/12/2011 dopo 70 gg dopo 106 gg data Means and 95,0 Percent LSD Intervals -4 freshe al 21/12/'11 dopo 70 gg dopo 106 gg tesi Means and 95,0 Percent LSD Intervals ,016% SS fresche al 21/12/'11 dopo 70 gg dopo 106 gg tesi fresche al 21/12/2011 dopo 70 gg data dopo 106 gg

48 AC_BUTIRR_ AC_ACETICO AC_ PROP_ Stoccaggio delle bietole in cumulo Variazione della sostanza secca e dei solidi volatili Means and 95,0 Percent LSD Intervals Means and 95,0 Percent LSD Intervals 0,43% SS ,023% SS fresche al 21/12/2011 dopo 70 gg dopo 106 gg data Means and 95,0 Percent LSD Intervals -4 freshe al 21/12/'11 dopo 70 gg dopo 106 gg tesi ,016% SS fresche al 21/12/'11 dopo 70 gg dopo 106 gg tesi 0,47% SS

49 Come stoccare le bietole in cumulo Lo stoccaggio in cumulo è una tecnica applicabile seguendo alcuni particolari accorgimenti: Ridurre il contenuto di terra, foglie, piccioli di foglie e colletti (lavaggio/sterramento) Raccogliere le bietole in autunno inoltrato, quando le temperature atmosferiche diminuiscono, al fine di ridurre al minimo le perdite. Eseguire un raccolta accurata per evitare rotture e lesioni alle radici Mantenere stoccate le bietole fino all inizio della primavera successiva e comunque fino a quando le temperature massime esterne sono al disotto dei 20 C; (Marzo) Non coprire il cumulo con teli impermeabili.

50 Ciclo colturale della barbabietola in Italia Possibilità di utilizzare le due differenti epoche di semina per aumentare la disponibilità di biomassa Semina primaverile Semina autunnale Uso fresco raccolta scalare Stoccaggio in cumulo Insilamento

51 Grazie per l attenzione

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53 Euro Analisi realizzata da Beta in un quinquennio su un campione di circa 160 aziende nei tre comprensori bieticoli 53

54 INSILAMENTO SVANTAGGI Perdita di sostanza organica: 1. Formazione di percolato 2. Processi respirativi/fermentativi 3. Costi maggiori per acquisto materiale e noleggio attrezzature VANTAGGI Stabilizzazione della biomassa: 1. Basso ph 2. Predigestione della matrice 3. Tempi di stoccaggio mediolunghi

55 TRADIZIONALE RECUPERO

56 Fonte KWS

57 2008 Studio sul recupero di foglie e colletti di bietola per la produzione di biogas 2009 Avvio progetto sulla Bietola da biogas 2011 Studio sullo stoccaggio delle bietole da biogas 2012 Conservazione in silobag: radici di bietola e paglia di grano 2013 Avvio progetto Ma.tr.al biogas bietola e sorgo da biogas

58 1. Elevato potenziale metanigeno 2. Elevata produttività di sostanza organica 3. Buona attitudine alla conservabilità 4. Buona digeribilità 5. Facilità di raccolta 6. Elevata adattabilità alle condizioni climatiche (rotazione) Rappresenta un aspetto fondamentale al punto tale che una matrice può non essere ritenuta idonea all utilizzo nel digestore se è di difficile conservazione.