Digestato e Protezione dell Ambiente

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1 CIB- DIGESTATO: DA SOTTOPRODOTTO A RISORSA E OPPORTUNITÀ, 9 Novembre, Fiera Eima International. Digestato e Protezione dell Ambiente G. D Imporzano GRUPPO RICICLA Università degli Studi di Milano Lab. Suolo e Ambiente, via Celoria 2, Milano Lab. Biomasse e Agroenergia, Parco Tecnologico Padano, Via Einstein, Loc. C.na Codazza, Lodi. Tel Fax gruppo.ricicla@unimi.it

2 La DIGESTIONE ANAEROBICA è un processo che, in ambiente controllato, trasforma i reflui zootecnici in TM BIOCOMBUSTIBILE GRUPPO RICICLA

3 Perché economia Low Carbon e rinnovabili

4 Perché economia Low Carbon e rinnovabili

5 Accumulo di N reattivo nel sistema Fonte: Coldiretti modificato

6 Da: SØRENSEN and MØLLER,

7 Qualità acque: eccesso di azoto in Europa da G. Provolo, 2011

8 Aspetti ambientali Esempio: 180 milioni di ton/a di liquami animali

9 La composizione del PM10 Ripartizione PM10 Secondario organico da COV 25% primario 45% secondario da NOx, NH3 SO2 Primario secondario da CO 30% Secondario inorganico da NOx, NH 3 (SO 2 ) da Boccasile, 2010, dati ARPA

10 USO AGRONOMICO DEGLI EFFLUENTI DI ALLEVAMENTO NH 3 NO 3 - Cortesia: Sommariva ARAL- SATA, 2010

11 La filiera biogas può ridurre gli impatti dell azoto in agricoltura. Aumentando l efficienza N Riducendo input N di sintesi nel sistema

12 Si DEVE passare da un approccio RIMEDIALE a BREVE TERMINE (direttiva nitrati e bassi coefficienti di efficienza) ad uno STRATEGICO RISOLUTIVO

13 RIDUZIONE DEI CONCIMI DI SINTESI USO DEL DIGESTATO A BILANCIO COLTURALE

14 Fonte: Coldiretti modificato Accumulo di azoto reattivo

15 La DIGESTIONE ANAEROBICA è un processo che, in ambiente controllato, trasforma i reflui zootecnici in TM BIOCOMBUSTIBILE GRUPPO RICICLA

16 Proposta Gruppo Ricicla e Regione Lombardia (2008): Testo approvato dalla conferenza Stato Regioni Frazione liquida = concime chimico se: Digestione efficiente + separazioni efficienti Efficienza di utilizzo alla coltura N-NH 4 > 70-80% 90% Digestione efficiente secondo parametri: Stabilità biologica Aspetti igienico-sanitari Titolo N tot Titolo N- NH 4 Efficienza di utilizzo dose N a bilancio coltura copertura vasche di stoccaggio distribuzione con iniezione, interramento immediato o fertirrigazione localizzata

17 Il digestato come fertilizzante azotato Decreto Sviluppo (dl 83, 22 giugno 2012) cita testualmente: è considerato sottoprodotto il digestato ottenuto in impianti aziendali o interaziendali dalla digestione anaerobica,.sono definite le caratteristiche e le modalità di impiego del digestato equiparabile, per quanto attiene agli effetti fertilizzanti e all'efficienza di uso, ai concimi di origine chimica

18 Azienda 1 Progetto - NERØ Regione Lombardia Superficie: 5.5 ha Tessitura: Franco Limosa Irrigazione: goccia Ibrido: DCK pp/m 2 Pioneer PR31 Parcelle: 8, da ~4000 m 2 Concimazione presemina 14 maggio Concimazione copertura 18 giugno Raccolta 23 agosto

19 Aziende 2 Progetto - NERØ Regione Lombardia Superficie: 7.4 ha Tessitura: Franco Limosa Irrigazione: scorrimento Ibrido: DCK pp/m 2 Parcelle: 8, da ~5300 m 2 Concimazione presemina 29 maggio Concimazione localizzata semina (11 kg N ha -1 ) Concimazione copertura 20 luglio Raccolta 25 agosto

20 Caratteristiche Digestato Progetto - NERØ Regione Lombardia TKN TAN TAN/TKN ST ph g N kg -1 g NH 4 -N kg -1 % % TQ - Presemina Dig. TQ % Az. 1 Copertura Dig. TQ % Dig. SL % Az. 2 Presemina Dig. TQ %

21 Resa (t tq ha -1 ) Resa (t ha -1 ) Resa Az. 1 Az T 1 T 2 T 3 T 4 Grafico 1-a: resa trinciato di mais tq nelle diverse tesi T1 = bianco - bianco T2 = digestato tq superficiale - digestato tq iniettato T3 = urea - urea T4= digestato tq iniettato - separato liquido iniettato 0 T 1 T 2 T 3 T 4 Grafico 1-b: resa trinciato di mais tq nelle diverse tesi T1 = bianco - concimazione localizzata T2 = digestato tq superficiale - concimazione localizzata T3 = urea - concimazione localizzata T4= digestato tq interrato - concimazione localizzata

22 NH 3 digstato PRE-SEMINA Digestato TQ SUPERFICIALE Digestato TQ Iniettato/interrato 13/5 14/5 15/5 16/5 17/5 18/5 19/5 20/5 21/5 22/5 23/5 24/5 BKG - media μg NH3/m3 Tesi 2 - media μg NH3/m3 Tesi 4 - media μg NH3/m3 Carozzi, Riva, Acutis, Tambone, Adani, 2012 Progetto NERØ

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24 Gruppo Ricicla - copyright

25 Terruzzi, 2012, by Gruppo Ricicla

26 Valore potenziale dei nutrienti contenuti in un digestato Inpianto A Impianto B Inpianto C ton /anno digestato N (ton /anno) P (ton /anno) K (ton /anno) TS (ton /anno) per N (eq. Urea) per P (eq. P2O5) per K (eq. Cl K2O) per TS (eq. compost qual) tot

27 Mancato impatto dovuto al non utilizzo di unità fertilizzanti di sintesi CO 2 CO NO x SO 2 HCl g /kgn g /kgp Borjesson et al 2006

28 Total Eco Idicator ton -1 granella Eco Indicator UREA liquame digestato bovino iniettato valutazione del sistema produttivo di frumento invernale; sottosistemi considerati: produzione, packaging, trasporto, uso in agricoltura; categorie d impatto esaminate: riscaldamento globale, acidificazione, smog fotochimico, metalli pesanti Oltre il 90% dell impatto è dovuto all uso in agricoltura (ns elaborazione da Kuester and Jenssen, 1998)

29 Odori

30 Prove odorimetriche Laboratorio (UO m -2 h -1 ) Prove odorimetriche pieno campo (UO m -2 suolo h -1 ) Misure odorimetriche Milzano (BS) Copertura Progetto - NERØ regione Lombardia Urea Digestato Separato liquido Liquame bovino 0 T 1 T 2 T 3 T 4 Liq. Sup. Grafico 5: prove odorimetriche in campo T1 = bianco T2 = Digestato tq iniettato T3 = urea T4= separato DA liquido iniettato

31 PATOGENI

32 Coliformi fecali Log 10 CFU ml 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 INGESTAT O 1,00 0,00 IMPIANTO 1 IMPIANTO 2 IMPIANTO 3 IMPIANTO 4 IMPIANTO 5 DIGESTATO INGESTATO Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012

33 Escherichia coli : Log10 CFU ml 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 INGESTATO DIGESTATO 1,00 0,00 IMPIANTO 1 IMPIANTO 2 IMPIANTO 3 IMPIANTO 4 IMPIANTO 5 DIGESTATO INGESTATO Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012

34 Al Seadi and Lukehurst, 2012

35 Digestione anaerobica: bassi ph, elevata presenza di AGV e termofilia riducono C. perfrigens (Salsali et al., 2009); C. botulinum e C. sordellii sopravvivono alla pastorizzazione, ma non dopo AD (Bagge et al., 2010).

36 Nonostante ciò, la letteratura scientifca concorda nell affermare che DA non determina incrementi nella presenza di sporigeni, ma nemmeno diminuzione, es. Bagge et al., (2005)

37 Clostridium perfrigens: Log10 CFU ml 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 INGESTATO DIGESTATO 1,00 0,00 IMPIANTO 1 IMPIANTO 2 IMPIANTO 3 IMPIANTO 4 IMPIANTO 5 DIGESTATO INGESTATO Gruppo Ricicla- Ist. Zooprofilattico di BS- Regione Lombardia, 2012

38 Impatti ambientali LCA studies.

39 BIOCOMBUSTIBILE Produzione di biogas da reflui zootecnici Eliminazione delle emissioni dirette di metano in atmosfera Produzione di energia di tipo rinnovabile Eliminazione delle emissioni da utilizzo di fonti di energia fossile Valore aggiunto (!!!) Emissioni di gas serra nella produzione ed utilizzo di biometano da colture energetiche e reflui/rifiuti, confronto con gas naturale (da Adelt et al., 2011; rielaborazione Gruppo Ricicla)

40 (da Adelt et al., 2011; rielaborazione Gruppo Ricicla)

41 Bilancio economico, energetico e ambientale impianto biogas (1MW) GRUPPO RICICLA E.R.O.E.I. Sistema colturale Econ. Ener. Amb. / kwe/kwe kg CO2/kg CO2 Mais I raccolto 3,14 1,88 19,35 Segale - Mais III raccolto 2,94 1,65 13,62 Mais II raccolto - Erba Silo 2,47 1,80 10,70 Sorgo - Triticale 2,79 1,78 7,08 Triticale - Mais II Raccolto 3,44 1,99 11,13 Arundo bassa produzione (stima) 4,22 8,69 50,00 Arundo alta produzione (stima) 5,68 11,96 69,14

42 Efficienza : Filiere energetiche a confronto

43 Bio-methane Biogas

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