Progetto Life+09/ENV/IT/ GAS-OFF INTEGRATED STRATEGIES FOR GHG MITIGATION IN DAIRY FARMS

Transcript

1 Progetto Life+09/ENV/IT/ GAS-OFF INTEGRATED STRATEGIES FOR GHG MITIGATION IN DAIRY FARMS Damiano Coppolecchia Università degli studi di Milano Dipartimento VESPA Stalle per bovini da latte ed emissioni di Gas ad Effetto Serra Piacenza, 14 novembre 2013 Progetto co-finanziato dalla Unione Europea nell ambito del programma LIFE+ Environment Policy and Governance2009

2 Le emissioni in atmosfera di ammoniaca e GHG: il problema italiano Concentrazioni di ammoniaca nell atmosfera, vista da satellite (ESA MetOP, Infrared Atmospheric Sounding Interferometer, 2008)

3 Incidenza delle emissioni Secondo l ultimo rapporto Ipcc (international panel climate change) (2007) l intero settore agricoltura (considerando quindi non solo il bestiame, ma anche i suoli agricoli) è responsabile di percentuali comprese tra il 10-12% (Rogner et al., 2007) e il 13,5% (Smith et al., 2007) delle emissioni globali. Emissioni di gas serra derivanti dalla zootecnia (FAO, 2006; Goodland e Anhang, 2009) hanno attribuito al ciclo del bestiame percentuali elevate delle emissioni globali di gas serra: dal 18% al 51%, corrispondenti all 80% di quelle del mondo agricolo Motivo di discordanza: Gli studi di Goodland e della Fao utilizzano una metodologia LCA (Life Cycle Assessment), che considera l intero ciclo di vita del bestiame e delle attività ad esso connesse, nell ottica di valutare le emissioni riferite al prodotto.

4 Incidenza delle emissioni Secondo l ultimo rapporto (FAO, 2006) i GHG associati alla filiera produttiva zootecnica sono responsabili fino a 7,1 Gt (gigatonnellate) di anidride carbonica (CO 2) l'anno", vale a dire al 14,5% del totale delle emissioni di gas serra prodotte dagli esseri umani. L allevamento bovino rappresenta il 65% delle emissioni del settore

5 Contributo EMISSIVO DEI GAS SERRA del comparto zootecnico sull'emissioni di gas serra di origine antropica All allevamento del bestiame, ed alle attività ad esso connesse, è attribuita l emissione di considerevoli quantità dei tre principali gas ad effetto serra: - biossido di carbonio (CO2) - metano (CH4) -protossido di azoto (N2O). l ammoniaca (NH3), il solfuro di idrogeno (H2S), PM10 danno origine ad altri fenomeni, quali piogge acide, erosione del terreno, Innalzamento della temperatura del globo terrestre (effetto serra) assottigliamento dello strato di ozono (Tamminga, 1992)

6 EFFETTO SERRA ASSOTTIGLIAMENTO STRATO OZONO

7 ASSOTTIGLIAMENTO STRATO OZONO Cos'è l' ozono?

8 TIPOLOGIE DI GAS SERRA E LORO CARATTERISTICHE La tabella seguente mostra un elenco di gas serra con concentrazioni passate e presenti, vita media, tasso di crescita, sorgenti e potenziale di riscaldamento attuale. Il GPW, potenziale di riscaldamento globale, e' un indice definito come il forcing radiattivo cumulativo fra oggi e un qualche orizzonte temporale scelto (normalmente a 100 anni), causato da una massa unitaria di gas emesso oggi, espresso relativamente a un gas di riferimento come la CO2 e comprende tutti gli effetti indiretti dei gas emessi

9 La Direttiva (96/61/EC) IPPC Stabilisce che alle installazioni industriali venga rilasciata una unica autorizzazione che dovrà comprendere tutte le forme di scarico: in atmosfera; nelle acque e nel suolo; nei siti di raccolta dei rifiuti solidi prodotti.

10 Quali allevamenti? Insediamenti per l allevamento intensivo con più di: posti pollame; posti suini da produzione (di oltre 30 Kg); 750 scrofe.

11 Decreto Legislativo 372/99 Domanda per l Autorizzazione Integrata Ambientale (AIA): dati produttivi; materie prime utilizzate e prodotte; fonti di emissione; tipo ed entità emissioni; tecnologia utilizzata per prevenire o ridurre le emissioni; misure di prevenzione e recupero dei rifiuti; misure per monitoraggio emissioni.

12 Quali saranno i limiti di emissione? La Direttiva IPPC introduce a questo proposito il concetto di Migliore Tecnica Disponibile (MTD) e afferma che i limiti di emissione saranno quelli ottenibili con l applicazione, appunto, delle MTD.

13 Cosa si intende per Migliori Tecniche Disponibili E la Direttiva stessa che all art. 12 ne dà le definizioni: Per Tecniche si intendono: sia le tecnologie impiegate nel processo produttivo per prevenire e ridurre l inquinamento; sia le modalità di conduzione degli impianti (densità degli animali, frequenza di svuotamento delle fosse di raccolta liquami, modalità di caricamento delle vasche di stoccaggio, ecc.).

14 Cosa si intende per Migliori Tecniche Disponibili Per Disponibili si intendono le tecniche che: hanno superato la fase di sperimentazione e che possono già oggi essere inserite nel processo produttivo; sono applicabili a condizioni economicamente sostenibili. Per Migliori si intendono quelle tecniche che, a parità di sostenibilità economica, assicurano il più elevato livello di protezione dell ambiente nel suo complesso.

15 Criteri per la definizione delle MTD Un gruppo di lavoro tecnico, costituito da esperti di diversi Paesi della UE e coordinato da un apposito ufficio con sede a Siviglia, ha messo a punto una lista di MTD di riferimento. Le MTD non avranno valore impositivo per i vari Paesi della UE. BREF = BAT Reference document

16 MTD (Migliori tecniche disponibili) o BAT (Best Available Techniques) Buone pratiche di gestione dell allevamento ; Tecniche nutrizionali ; Tecniche di Stabulazione e rimozione degli effluenti ; Trattamento degli effluenti; Stoccaggio degli effluenti; Spandimento Agronomico degli stessi.

17 Progetto Life+09/ENV/IT/ GAS-OFF INTEGRATED STRATEGIES FOR GHG MITIGATION IN DAIRY FARMS Progetto Life Plus GAS-OFF 2009 INTEGRATED STRATEGIES FOR GHG MITIGATION IN DAIRY FARMS LIFE + 09/ENV/IT/ GAS OFF Integrated strategies for GHG mitigation in dairy farms

18

19 Minimizzare le emissioni dalla stalla Scopo del lavoro Valutare i fattori di emissioni di GHG (CH 4, N 2 O, CO 2 ) ed NH 3 da stalle con diverse soluzioni stabulative diffuse nelle stalle della pianura Padana. Metodo Lo static chamber method consiste nel misurare la concentrazione dei diversi gas all interno di una camera ermetica, ad intervalli di tempo regolari. La concentrazione dei gas è rilevata mediante un monitor fotoacustico (Bruel&Kjaer, Multi-gas Monitor Type 1302). Il coefficiente angolare della retta di regressione calcolata nella parte lineare della curva di saturazione rappresenta il potenziale emissivo della superficie (mg/h m 2 ).

20 Minimizzare le emissioni dalla stalla 4 Aziende Tipo di pavimentazione Sistema di rimozione delle deiezioni Diverse zone dell allevamento Diverse condizioni delle corsie Corsie di alimentazione Corsie di riposo Aree di riposo Cuccette Lettiera Pulito Sporco Diverse stagioni Primavera 2011 Autunno 2011 Inverno 2012 Primavera 2012 Estate 2012 Autunno 2012 Inverno 2013 Primavera 2013 Estate 2013

21 AZIENDA 1 Stalla a stabulazione libera con pavimento perforato o fessurato Zona di riposo a cuccette con materassino; corsia di alimentazione con pavimentazione fessurata e perforata. AZIENDA 2 Stalla a stabulazione su lettiera Zona di riposo a lettiera; corsia di alimentazione in pavimento pieno (con raschiatore meccanico). AZIENDA 3 Stalla a stabulazione libera con flushing superficiale Zona di riposo a cuccette con materassino; corsia di alimentazione con pavimentazione piena e dotata di una pendenza dell 1.5% per lo scorrimento del flusso di liquame chiarificato. AZIENDA 4 Stalla a stabulazione libera con raschiatore Zona di riposo a cuccette (paglia o materassino); corsia di alimentazione con materassino (con raschiatore meccanico).

22 Minimizzare le emissioni dalla stalla Le emissioni dei 4 gas in diverse zone dell allevamento

23 Minimizzare le emissioni dalla stalla NH 3 : confronto tra diverse tipologie di pavimentazione

24 Minimizzare le emissioni dalla stalla N 2 O e CO 2 : confronto tra diverse tipologie di pavimentazione

25 Minimizzare le emissioni dalla stalla CH 4 : confronto tra diverse tipologie di pavimentazione

26 Minimizzare le emissioni dalla stalla NH 3 : efficienza dei sistemi di rimozione

27 Minimizzare le emissioni dalla stalla Le emissioni dei 4 gas dai diversi allevamenti

28 Minimizzare le emissioni dalla stalla Riassumendo Le emissioni di NH 3 risultano più elevate nella corsia di alimentazione, mentre i GHG sono emessi maggiormente dall area di riposo degli allevamenti. Le emissioni di NH 3 sono più elevate nelle aziende dotate di raschiatore meccanico anche se la presenza di materassino aumenta l efficienza di questo sistema di rimozione. La paglia rende più elevate le emissioni di N 2 O e CO 2 dalle zone di riposo. Le emissioni di CH 4 sono elevate nell azienda con pavimento fessurato a causa della permanenza delle deiezioni nella fossa. Le aziende con pavimentazione fessurata o flushing riducono le emissioni di NH 3 e dei principali GHG.

29 Progetto Life+ 09/ENV/IT/ GAS-OFF INTEGRATED STRATEGIES FOR GHG MITIGATION IN DAIRY FARMS Università degli studi di Milano Dipartimento VESPA Produzione di biogas dagli effluenti di allevamento Piacenza, 28 ottobre 2013 Progetto co-finanziato dalla Unione Europea nell ambito del programma LIFE+ Environment Policy and Governance2009

30 La digestione anaerobica e il biogas Processo biochimico che avviene in condizioni anaerobiche, in cui materia organica viene mineralizzata per ottenere principalmente metano e biossido di carbonio attraverso una serie di reazioni ad opera di diversi gruppi di microrganismi; Il gas che ne deriva può essere utilizzato per produrre elettricità e calore;

31 Fasi della digestione anaerobica

32 Fattoridi sviluppo microbico Complessità del processo La stabilità del processo dipende dal corretto equilibrio fra i tassi di crescita simbiotici dei principali gruppi metabolici dei batteri e archei, acetogeni e metanogeni. I fattori che condizionano lo sviluppo di queste attività microbiche sono: aspetti nutrizionali, Meccanici Microbiologici Fisico chimiche

33 Fattoridi instabilità della DA Sebbene intrinsecamente stabile, il processo AD può raggiungere instabilità a causa di una varietà di perturbazioni di processo quali: sovraccarico dei tassi organici o idraulici; presenza di composti tossici o inibitori, che possono ostacolare la digestione a causa di danni ai microrganismi attivi o ad una riduzione dell'efficacia (attività) di enzimi; mancanza di sostanze nutritive o di oligoelementi essenziali per il mantenimento e la crescita dei microbi; bioaccessibilità e biodisponibilità delle sostanze nutritive deviazione dalla temperatura di funzionamento ottimali; pretrattamenti dei substrati possono avere influenza diretta su alcuni parametri come ph sui livelli di ammonio e VFA

34 Inefficienze produttive Conduzione del processo AD molto al di sotto della capacità nominale (sottoalimentazione) a causa : Ridotta capacità del substrato (basso contenuto di sostanza organica). funzionamento con lunghi tempi di ritenzione in digestori, Effetti sulla qualità del digestato digestato di scarsa qualità e quindi richiedono un ulteriore step di depurazione del digestato (anaerobico o altro); (fermentazioni con specie microbiche Methanosarcina sp) Digestato caratterizzato da un relativamente alto carico organico e da odori connessi all elevato contenuto di acidi grassi volatili, Digestato con elevato contenuto di azoto sotto forma organica

35 Importanzadel monitoraggio Per aumentare l efficienza di un impianto AD e necessario controllare frequentemente alcuni parametri Parametri generali di controllo Parametri chimico-fisici di controllo dei substrati e digestati Parametri del processo di DA (biogas prodotto, HRT, OLR) Parametri di processo che tengono sotto controllo funzionamento motore e produzione energia elettrica delle grandezze elettriche e del monitoraggio ed azionamento dei dispositivi elettromeccanici presenti in un impianto alimentato a biogas.

36 Regime di controllo substrato fermenta to digestato Scelta dei parametri e la frequenza di monitoraggio scelti in funzione della matrice / fase dell ìmpianto AD Fase di funzionamento dell'impianto: Start-up, Stato di funzionamento normale (che comprende 'stato quasi o quasi costante' e le condizioni di funzionamento più transitorie) Transienti. Parametri: ST, SV, COD (mgo2/l), ph, Alcalinità, FOS/TAC

37 Corretto dimensionamento e gestione dell impianto Valutare la quantità di biomasse disponibili in azienda Determinare il potenziale metanigeno delle biomasse utilizzate

38 Produzione di biogas negli allevamenti l'utilizzo di importanti quantità di effluenti zootecnici (equiparabili al digestato bovino) permette di inoculare giornalmente l'impianto di biogas con tutta la flora batterica necessaria al corretto equilibrio di processo; l'effluente bovino contiene tutti gli elementi nutritivi (macromolecole e micronutrienti) indispensabili per un corretto sviluppo del processo produttivo; gli effluenti zootecnici sono disponibili regolarmente per tutto l'anno, seppur con caratteristiche chimiche e quantitative che possono variare nelle diverse stagioni;

39 Substrati avviabili alla digestione anaerobica contenuto sostanza secca liquame suino 1% - 6% liquame bovino 8% - 15% letame bovino 18% - 35% deiezioni avicole 18% - 20% residui colturali Colture dedicate (non alimentari ad uso energetico) Scarti organici e acque reflue dell agro industria

40 Caratteristiche delle matrici utilizzabili in processo di DA e relativa capacità metanigena

41 Quantificazione della sostanza secca la correlazione fra la quantità di latte prodotto per capo in produzione (dato facilmente disponibile in azienda) e la relativa quantità di solidi totali escreti. Si deve considerare la paglia aggiunta come lettime Per le categorie animali diverse dai capi in lattazione viene riportato un dato medio di escrezione di solidi totali.

42 Correlazione fra la quantità di latte prodotto per capo in produzione e la relativa quantità di solidi totali escreti

43 Potenziale produttivo in solidi totali

44 Potenziale produttivo in biogas Q biogas =ST x%sv x E x R dove: ST = quantità giornaliera/annua di solidi totali escreti; % SV = percentuale di solidi volatili nei solidi totali (in Tabella 4 i valori medi indicativi); E = efficienza di rimozione e/o perdita di potenziale produttivo in stalla (può andare da 0%, nel caso di sistemi di rimozione a raschiatore due volte a giorno, al 40-50% per sistemi con fossa di stoccaggio prolungato); R = resa di conversione in biogas (in Tabella 4 i valori medi indicativi). Sostanza secca disponibile 1236 kg /giorno % SV del liquame 73% Rea energetica 45% Q biogas = 406 Nm 3 tsv/ giorno

45 Potenza installata (CH4*9.8*0.35)/24 ((406 Nm3 tsv * 55%) *9.8*0.35))/24 = 32 kw Con 1 m 3 di biogas è possibile produrre 1,8-2 kwh di energia elettrica e 2-3 kwh di energia termica.

46 Dimensionamento del volume del digestore Per quanto concerne, invece, il dimensionamento del volume del digestore occorre calcolare la quantità di effluente prodotto tenendo conto dei solidi totali escreti calcolati con la metodica vista precedentemente e delle analisi chimiche fatte sugli effluenti dei diversi ricoveri. Se, per esempio, tutti i solidi totali (1236kg/giorno) escreti dell'esempio precedente fossero disponibili sotto forma di liquame e l'analisi chimica di questo portasse ad una concentrazione di 90 g/kg di solidi totali, le volumetrie prodotte sarebbero pari a: Q liq = ST / [ST] =13,73 t / giorno dove: Qliq = quantità di liquame prodotto (t/giorno o anno) ST = quantità di solidi totali prodotti (kg/giorno o anno) [ST] = concentrazione di solidi totali nel liquame (g/kg) Vdigestore = HRT*Qliq/g

47 ABP con metodo statico L'analisi del BMP con metodo statico viene condotta in laboratorio cercando di simulare in un ambiente controllato quanto avviene in un digestore anaerobico. La biomassa da valutare viene dapprima analizzata e poi miscelata ad un inoculo affamato, Il rapporto tra ST dell inoculo e della matrice è pari a 2: 1 La miscela viene riposta in un piccolo digestore, tipicamente una bottiglia da ml e posizionata in un ambiente Termostatato ⁰C test di controllo (solo inoculo) Il processo si innesca rapidamente. curva di produzione cumulativa

48 Armadio termostatato contenente i reattori e la relativa strumentazione per gli ABP test Perchè

49 Determinazione della qualità del biogas prodotto La composizione del biogas dipende dalla composizione chimica delle sostanze contenute nel substrato e dai parametri fisico-chimici della prova: il contenuto di metano (CH4) varia solitamente nell'intervallo compreso fra il 50 e l'80% in volume.

50 curva di produzione cumulativa Pastone di mais Ncm3/g SV ,7

51 Individuazione del sistema di gestione dei reflui che ottimizza il loro contenuto energetico LIFE + 09/ENV/IT/ GAS OFF Integrated strategies for GHG mitigation in dairy farms

52 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Scopo Individuare il miglior sistema di gestione degli effluenti che ottimizza il loro potenziale energetico. Campionamenti e prove condotte Al fine di individuare il potenziale di biogas sviluppabile dai differenti campioni di liquame si ricorre all ABP test (Anaerobic Biomethane Potential). I campioni vengono prelevati con frequenza stagionale da stalle caratterizzate da differenti soluzioni di rimozione del liquame. LIFE + 09/ENV/IT/ GAS OFF Integrated strategies for GHG mitigation in dairy farms

53 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Azienda Effluente Sistema di rimozione Pavimentazione Tipologia di aziende monitorate Azienda 1 GALGAGNANO (LO) Liquame (Vacche in lattazione) Gravità Fessurato Liquame (Manze) Gravità Fessurato Azienda 2 S. BONICO (PC) Lettiera (Manze) Manualmente (bimestrale) Cemento Pieno Azienda 3 CASTIRA VIDARDO (LO) Liquame tal quale Separato Solido Separato liquido (Vacche in Lattazione) Flushing Cemento Pieno Azienda 4 GARIGA DI PODENZANO (PC) Liquame (Vacche in lattazione) Raschiatore meccanico Materassino in gomma

54 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Materiali e Metodi ABP test (Anaerobic Biomethane Potential) viene condotto in batch da 1,5 L in armadio termostatato a 40±2 ºC per circa 40 giorni. L inoculo utilizzato è costituito da digestato proveniente dal reattore dell Azienda Tadini. Esso viene filtrato e lasciato a 40 ºC per 24h prima di essere impiegato. I batch vengono riempiti con la matrice da analizzare e l inoculo nel rapporto di 1:2 in funzione dei solidi totali. La quantificazione del biogas viene eseguita con metodo volumetrico. Ogni batch è collegato ad un misuratore contenente una soluzione di acqua saturata con CaCO 3 per evitare che si solubilizzi la CO 2.

55 Armadio termostatato contenente i reattori e la relativa strumentazione per gli ABP test Stimare il biogas prodotto da reflui differenti

56 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti ABP test E stato eseguito in tre repliche per ciascun campione di refluo al fine di ottenere un dato medio della produzione di biogas. Il grafico mostra i Nm 3 /t SV prodotti da un campione di refluo bovino, proveniente da un allevamento con pavimentazione in cemento coperto con materassino.

57 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Biogas prodotto dai diversi reflui, espresso in Nm 3 /tsv (media e deviazione standard). Refluo Estate Autunno Inverno Primavera Fessurato manze Fessurato vacche Lettiera manze Liquame tal quale (flushing) Separato solido (flushing) Separato liquido (flushing) Liquame vacche (raschiatore)

58 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Risultati degli ABP tests di alcuni campioni rappresentativi (Nm 3 /tvs).

59 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Qualità biogas La qualità del biogas è stata misurata con dispositivo portatile LFG20 (ADC Gas Analysis Ltd, UK). % CO 2 ; % CH 4. biogas quality for the different effluents SluH Manze Fessurato SluC Vacche Fessurato ManH Manze Lettiera Slu Liq TQ Flushing SluSF Sep solido Flushing SluLF Sep liquido Flushing SluC Vacche Raschiatore

60 Stimare il biogas prodotto da reflui differenti Conclusioni Le rese maggiori in termini di biogas si ottengono in primavera e autunno, mentre la minore produttività dei reflui estivi può essere dovuta alle maggiori perdite di CH 4 in fase di raccolta, in seguito alle elevate temperature raggiunte. La stagionalità non sembra influenzare in modo significativo la produzione di biogas ottenuta dalla lettiera. La ridotta fermentescibilità della lignina presente nella lettiera potrebbe essere la causa della minore resa di biogas che si osserva. Le rese maggiori si ottengono dal refluo allontanato con il raschiatore o con il flushing. Ciò indica che la frequenza di rimozione del refluo consente di preservare il contenuto enegetico del refluo. Nel sistema gravimetrico si hanno le maggiori perdite di biogas, dal momento che il refluo permane al di sotto della fossa per un tempo maggiore.

61 Improving the efficiency of a full-scale biogas plant LIFE + 09/ENV/IT/ GAS OFF Integrated strategies for GHG mitigation in dairy farms

62 Optimization of the biogas plant Lo studio è condotto per ii digestore anaerobico situato presso l Azienda sperimentale V.Tadini (115 capi). Aims Valutare l effetto che diverse modalità di alimentazione del digestore e diverse modalità di gestione del digestore, possano determinare sulla quantità e la qualità del biogas prodotto; Identificare mediante un analisi dei costi/benefici quale soluzione risulti essere più conveniente.

63 Optimization of the biogas plant Piano sperimentale L intera attività di ricerca è suddivisa in fasi distinte della durata di 60 giorni (HRT della biomassa all interno del digestore), ciascuna caratterizzata da una diversa modalità di alimentazione del digestore (fornendo biomassa e letame separatamente o in mix), e di trattamento durante la digestione. Fase Modalità di alimentazione Matrice Periodo (1) controllo Fossa liquami Liquami 1-30 Marzo 2011 (2) Fossa liquami (3) Fossa liquami (4) (5) Fossa liquami Dry stone cassone dosatore Fossa liquami Dry stone cassone dosatore High temperature ⁰C Liquami Silo mais Liquami Semola di mais Liquami Silo mais(20% biomassa) Loiessa (80% biomassa) Liquami Silo mais(80% biomassa) Loiessa (20% biomassa) 1-30 April e Gennaio Marzo Maggio -14 Giugno2013

64 Optimization of the biogas plant Campionamenti e parametri monitorati Per lo studio sono stati monitorati alcuni parametri produttivi del digestore: TS and VS of ingestato and digestato ph di ingestato and digesteto FOS/TAC 3 volte a settimana % CO 2 e CH 4 in gas 1 volta a settimana

65 Optimization of the biogas plant Indici di Produttività Per valutare la produttività delle due modalità di alimentazione e delle diverse matrici abbiamo usato una lista di indici che ci permettono di normalizzare la produzione di biogas e la resa di metano. Gli indici selezionati per la valutazione del digestore anaerobico sono: Nm 3 di biogas/t SV Nm 3 di biogas/t biomassa Nm 3 di biometano /t SV Nm 3 di biometano /t di biomassa kwh/t SV kwh/t di biomassa Kg di biomassa/kwh EE prodotta Indici economici Per valutare il rapporto costi-benefici sono stati utilizzati i seguenti indici: Costi di produzione /Kg di biomassa Costo dell Energia Elettrica Producibile (CEP) /kwh EE costo unitario di energia elettrica per produrre 1kWh di energia elettrica

66 Optimization of the biogas plant Solidi totali e volatili dell ingestato utilizzati per ciascuna fase Fasi Matrice ST media SV media Contenuto di ST Contenuto di SV t (% tal quale) (%ST) t/mese t/mese (1) Liquami 748,00 6,48 80,43 48,49 39,00 (2) 798,00 7,17 83,25 57,23 47,65 Liquami 770,25 6,51 81,68 50,15 40,96 Silo mais 27,75 25,53 94,35 7,09 6,69 (3) 910,79 7,86 83,68 71,54 59,87 Liquami 879,79 6,55 80,46 57,59 46,34 Semola di mais 31,00 45,00 97,00 13,95 13,53 (4) Dry stone system 870,89 71,79 59,82 Liquami 780,30 6,58 84,08 51,35 43,18 Silo mais 21,44 25,53 94,35 5,47 5,16 Loiessa 71,31 20,98 76,71 14,96 11,48 Mix: Silo mais, Loiessa 92,75 16,64 (5) temperature ⁰C 891,97 75,45 65,31 Liquami 797,60 6,50 83,88 51,84 43,49 Silo mais 82,10 25,63 94,38 21,04 19,86 Loiessa 12,27 20,92 76,61 2,57 1,97 Mix: Silo mais, Loiessa 94,37 21,83

67 Optimization of the biogas plant Quantità di biogas, metano, electricità prodotta e venduta dall impianto. Fasi Matrici Biogas prodotto Nm 3 /mese Biometano prodotto Nm 3 /mese Energia totale prodotta kwh/mese Energia ceduta kwh/mese (1) Controllo Liquami 13077, , , ,6 (2) (3) (4) (5) Liquami Silo mais Liquami Semola di mais Liquami Silo mais Loiessa Liquami Silo mais Loiessa 17389, , , , , , , , , , , , , , , ,8

68 Optimization of the biogas plant Produttività e Rese Fase Resa in biogas Resa biometano Resa energia elettrica kg tal quale/kwh (1) Liquami Nm 3 /t VS Nm 3 /t biomass Nm 3 /tvs Nm 3 /t biomass kwh/tvs kwh/t biomass Kg/kWh EE (2) 364,98 21,79 187,23 11,25 642,21 38,58 25,92 Liquami 335,30 17,83 172,01 9,20 590,00 31,57 31,67 Silo mais 546,77 131,72 280,49 67,99 962,09 233,21 4,29 (3) Liquami 335,30 17,66 177,38 9,12 608,40 31,27 31,98 Semola di mais 610,37 266,43 322,89 137, ,50 471,73 2,12 (4) 358,93 24,66 185,21 12,73 635,27 43,65 Liquami 335,30 18,40 173,02 9,50 593,45 32,57 30,70 Mix silo mais, loiessa 427,67 76,74 220,68 39,61 756,93 135,88 7,36 (5) 355,18 26,01 184,70 13,43 633,51 46,05 Liquami 335,30 18,28 174,36 9,44 598,05 32,37 30,89 Mix silo mais, loiessa 394,80 91,31 205,29 47,13 704,16 161,67 6,19

69 Optimization of the biogas plant Costi Fase Liquame/ mese Silomais/ mese Loiessa/ mese Semoladi mais/ mese Autoconsumo pompa ultra 1200 / mese Autoconsumo dry stone/mese Manodopera/ mese Totale costi t 0 /t t 55 /t m 3 /t 20 /t m 3 /t 220 /t kw h 0,119 /m kw h 0,28 /kw h ore 18,8 /h (1) 748,00 229,4 27, , , ,8 (2) 798,00 27, , , , ,7 (3) 910, , , , ,0 (4) 870,00 21,8 1201,2 71,3 1426,2 229,4 27, , ,92 22, ,6 (5) 891,97 82,1 4515,7 12,3 245,4 229,4 27, , ,47 22, ,8 Fase Modalitàdi alimentazione Costo dell Energia Elettrica Producibile Biomasse kg biomassa/kwh Costo di produzioneper unità di biomassa CEP Kg/kWh EE /KG cent /kwh EE (1) Fossa reflui Liquami 32,30 0,002 6,90 (2) Fossa reflui Silo mais 4,29 0,028 11,92 (3) Fossa reflui Semola di mais 2,12 0,228 48,43 (4) Dry stone system Mix silo mais loiessa 7,36 0,030 22,27 (5) Dry stone system Mix silo mais loiessa 6,19 0,053 32,53

70 Optimization of the biogas plant Conclusioni L utilizzo della semola di mais è improponibile dato l elevato CEP Costo dell Energia Elettrica Producibile (dovuto essenzialmente al costo della biomassa) L utilizzo del solo refluo è la soluzione più conveniente, ma ci permetterebbe di impegnare il cogeneratore per non più del 30%. Il trattamento con temperature C non è consigliabile per i possibili rischi di overloading Conclusioni generali Alimentazione e modalità di somministrazione condizionano pesantemente la produttività. Solo una attenta analisi delle caratteristiche delle biomasse impiegate può indicare la scelta costruttiva da privilegiare. Costi «alimentari» del kwh sono fortemente influenzati sia dalla scelta costruttiva che dalle specifiche caratteristiche delle biomasse impiegate.

71