La produzione agro-energetica: una nuova opportunità per l agricoltura

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1 La produzione agro-energetica: una nuova opportunità per l agricoltura Stefano Amaducci, Gabriele Canali Facoltà di Agraria, Università Cattolica del Sacro Cuore

2 Le Bioenergie Colture energetiche Colture lignocellulosiche Combustione Gassificazione Pirolisi Etanolo (2 generazione) Scarti, residui, effluenti Colture da zucchero Colture oleaginose Metano Etanolo - Butanolo Biodiesel Alghe e cianobatteri 3 generazione

3 Scarti, residui, effluenti Scarti e residui hanno costi di reperimento molto bassi ma disponibilità discontinua e qualità variabile. Effluenti richiedono comunque un trattamento di stabilizzazione, l efficienza energetica dell impianto alimentato con soli reflui è inferiore a quelli alimentati con biomasse solide, ma le biomasse da colture dedicate hanno costi energetici relativamente elevati

4 m 3 d -1 kwh Scarti, residui, effluenti 93% Liquami 69% Liquami Insilato Insilato 100 kw MWh % Energia el Autoconsumo 27 4 Ammortamento 56 8 INPUT OUTPUT OUT/IN Liquami Biomasse Biom. Hi Biom. Low Costo coltivazione biomasse dedicate MWh (13-9 ha)

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6 Colture dedicate Sostenibilità economica: i prezzi di questi prodotti sono molto variabili e risentono sia delle condizioni generali dei mercati mondiali che del prezzo del petrolio. Trasformazione aziendale (es. impianti da biogas) Conferimento a consorzi Conferimento a terzi Fattibilità tecnica Interferenza con altri settori agricoli - aumento dei canoni di affitto e dei valori fondiari; - aumento dei prezzi dei cereali o delle oleo-proteaginose generano effetti negativi sulla zootecnia.

7 Alcune valutazioni economiche su impianti di biogas Alcune valutazioni a partire da una ricerca sulla sostenibilità economica di diversi alcuni impianti in pianura padana. - Esistono importanti economie di scala (impianti più grandi sono più efficienti) - L uso di sottoprodotti e scarti è meno produttivo rispetto all impiego di colture dedicate - E difficile gestire in modo ottimale il digestore soprattutto se si modifica l alimentazione e il mix di biomasse utilizzate - Deve essere affrontato il problema azoto - Il risultato economico positivo è raggiunto solo grazie al sistema di contributi e sostegni pubblici.

8 Colture dedicate Sostenibilità ambientale e sociale Produzione energetica efficiente (EROEI) Abbattimento emissione gas serra Impatto sulla biodiversità Effetto su problemi ambientali (nitrati, terreni inquinati) Interferenza con le produzioni alimentari Efficacia nel sostituire fonti fossili Impatto su salute.

9 Calcolo delle emissioni (GHG): Direttiva 2009/28/CE E = e ec + e l + e p + e td + e u - e ccs - e ccr - e ee, (gco 2 eq/mj) E = emissione totale conseguente all uso del biocombustibile; e ec = emissione per l estrazione o coltivazione delle materie prime; e l = emissione dalle riserve di C conseguente a cambiamenti d uso del suolo; e p = emissioni dai processi; e td = emissione dai trasporti e distribuzione; e u = emissione dal combustibile in uso; e ccs = riduzione di emissioni dovute a cattura e sequestrazione di C; e ccr = riduzione di emissioni dovute a cattura e sostituzione di C; e ee = riduzione di emissioni da elettricità in eccesso da cogenerazione. Calcolo dettagliato Riduzione emissione GHG = (EF EB)/EF EB = emissione totale da biocombustibile; EF = emissione totale da combustibile fossile. Valore predefinito

10 Calcolo delle emissioni (GHG): Direttiva 2009/28/CE Biocombustibile Risparmio emissioni Valore tipico Risparmio emissioni Valore default Etanolo barbabietola Etanolo Frumento Etanolo Frumento (paglia come combustibile) Etanolo Mais (gas naturale come comb.) Etanolo Canna da zucchero Biodiesel Colza Biodiesel Girasole Biodiesel palma da olio Biodiesel Scarti vegetali/animali Biogas Liquami Etanolo II Paglia frumento Etanolo II Legno di scarto Etanolo II Legno coltivato 48% 21% 69% 56% 74% 44% 58% 32% 83% 86% 87% 80% 76% 35% 0% 67% 49% 74% 36% 51% 16% 77% 83% 85% 74% 70%

11 Interazione biodiversità / agricoltura Risorse genetiche fondamentali per l ottenimento e il miglioramento delle specie di interesse agrario Biodiversità garantisce i servizi forniti dagli ecosistemi (servizi ecosistemici): Produzione di cibo, carburante, fibre e medicinali; Effetto regolatore sull'acqua, l'aria e il clima; Mantenimento della fertilità del suolo, cicli dei nutrienti, impollinazione, controllo dei patogeni Ruolo culturale (estetico, ricreativo, educativo, spirituale )

12 Interazione biodiversità / agricoltura Produzione olio di palma in Malesia e Indonesia

13 Interazione biodiversità / agricoltura Specie a rischio di estinzione

14 Organizzazione della coltivazione di biomasse Accordi con industria / disponibilità di un impianto Scelta dei terreni in base a logistica (modalità e costi di trasporto) e vocazionalità Scelta dei genotipi Scelta della tecnica di coltivazione (impianto, input, H 2 O) Modalità di raccolta Epoca di raccolta Stoccaggio

15 Scelta della tecnica di coltivazione Confronto costi energetici Cereali autunnovernini + sorgo di secondo raccolto Coltura principale del sorgo ha -1 MJ h Costo energetico usura attrezzi Costo energetico usura trattrici Costo energetico concimi e sementi Costo energetico smaltimento digestato Costo energetico gasolio utilizzato

16 Poliennali o annuali? Problemi delle poliennali: Superficie vincolata per numerosi anni; Elevati costi di messa a coltura; Scarsa disponibilità di materiale selezionato; Costi economici ed ambientali per la bonifica dei terreni a fine ciclo.

17 Poliennali o annuali? Vantaggi specie poliennali: Bassi costi di gestione dopo l affrancamento; Elevata stabilità produttiva; Bassa suscettibilità a patogeni; Riducono i rischi di erosione; Garantiscono apporto di SO al terreno; Offrono riparo ad animali selvatici; Permettono un periodo di raccolta più ampio; Apporto sicuro di biomassa all industria.

18 Conclusioni La produzione agro-energetica: una nuova opportunità per l agricoltura A breve termine, la disponibilità di conoscenze e contributi finanziari rende alcune filiere agro-energetiche economicamente interessanti, in alcune condizioni territoriali. Nel medio e lungo periodo, grazie a un evoluzione delle conoscenze accompagnata da una scrupolosa valutazione dei sistemi agro-energetici, sia dal punto di vista del bilancio energetico che della sostenibilità ambientale, sociale ed economica, si potrà stabilire con maggiore precisione quali filiere agro-energetiche potranno rappresentare una vera opportunità per l agricoltura, ma anche per l ambiente e per la società.