del biogas prodotto da residui agricoli

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1 Progetto co-finanziato dall Unione Europea Fondo europeo per lo sviluppo regionale (FESR) Titolo del progetto/ Projekttitel Autonomia energetica da fonti rinnovabili Selbstversorgung mit erneuerbaren Energien Valutazione del potenziale energetico del biogas prodotto da residui agricoli Anno

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3 Indice Indice... III Premessa... V Introduzione... 7 Potenzialità delle risorse rinnovabili... 7 Situazione Italiana... 9 Il biogas nel settore agricolo Digestione anaerobica dei residui agricoli Codigestione Biometano Tecnologie di digestione anaerobica applicabili Gestione reflui zootecnici e direttiva nitrati Materiali e metodi Area di studio Software utilizzati Mapinfo Professional Quantum GIS Stima del potenziale energetico delle deiezioni zootecniche Risultati Analisi della fattibilità tecnico-economica degli impianti a biogas Localizzazione degli studi di fattibilità Le potenzialità nei comuni di Aviano, Montereale Valcellina, Maniago, Spilimbergo e Vivaro Le potenzialità nel comune di Povoletto III

4 Asinalisi SWOT sull utilizzo dei residui agricoli per la produzione di biogas Conclusioni Bibliografia IV

5 Premessa Le fonti rinnovabili rappresentano una risorsa fondamentale per ottenere un autonomia energetica locale ecocompatibile. L importanza dell energia è riconosciuta universalmente e i dati storici evidenziano che esiste una stretta relazione tra disponibilità di energia e sviluppo economico. Risulta quindi chiaro che la valorizzazione territoriale delle zone rurali presuppone una fase fondamentale di valutazione e valorizzazione delle risorse disponibili per un futuro sviluppo economico sostenibile, dove bisogni e produzione si accordano in sistemi autosufficienti. Le fonti rinnovabili sono caratterizzate da una bassa concentrazione energetica perché derivano dalla trasformazione di un flusso diffuso di potenza dal sole. Questa caratteristica fa si che sia necessaria una buona organizzazione su base territoriale, cioè una rete per la captazione e la successiva distribuzione dell energia. Il progetto AlterVis ha lo scopo di quantificare e valorizzare le risorse diffuse sul territorio, anche di piccola entità, ma con un forte potenziale per lo sviluppo delle zone marginali dell area di progetto. Attraverso un processo scientifico comune a tutte le parti coinvolte, sono stati definiti gli indicatori tecnici, economici ed ambientali utili all identificazione territoriale delle fonti rinnovabili. Il presente lavoro è rivolto alle amministrazioni pubbliche che sono interessate ai vantaggi energetici, ambientali ed economici degli impianti di produzione energetica da fonti rinnovabili. L elaborato ha lo scopo di chiarire quali fonti energetiche valorizzare in relazione alle caratteristiche territoriali dell area oggetto di studio. V

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7 Introduzione Questo elaborato intende fornire dati ed informazioni sulla potenzialità energetica del biogas prodotto dalla digestione anaerobica di scarti agricoli ed individuare i territori dove tale risorsa possa essere interessante per un futuro sfruttamento energetico. Si vuole precisare che la presente ricerca non può sostituirsi al quadro di valutazione che è necessario acquisire presso un sito candidato alla realizzazione di un impianto di biogas. In riferimento a questa considerazione, il progetto AlterVis ha individuato le potenzialità offerte dal territorio montano per garantire una integrazione sostenibile nell ambiente locale, definendo 2 studi di fattibilità per la determinazione delle reali potenzialità applicative. Potenzialità delle risorse rinnovabili Le fonti di energia rinnovabile (FER) sono cresciute dal 1990 ad oggi ad un tasso medio annuo (1,9%) pari a quello dell offerta mondiale di energia primaria alla quale hanno contribuito nel 2007 per una quota pari al 12,6% del totale, dove le biomasse incidono per una percentuale dell 8,6% del FER (Figura 1). La quantità di energia rinnovabile consumata nei Paesi dell Unione Europea ha raggiunto nel 2010 quota 172 Mtep, aumentando di 19,4 Mtep rispetto all anno precedente, dove le biomasse rappresentano una quota pari al 118 Mtep [Eurostat, 2011]. Nello specifico la produzione di biogas nel 2010 è stata di 11 Mtep (EU 27), manifestando una crescita positiva del 25% rispetto al 2009 (Figura 2). Nel 2010 il principale paese UE produttore di biogas è stata la Germania con 6,7 Mtep (61% UE 27) seguita da Regno Unito con 1,7 Mtep e Italia con 0,5 Mtep (5,2% UE 27). 7

8 Rifiuti non rinnovabili 0,002 Petrolio 34% Altre 0,01 Nucleare 6% Carbone 27% 11% Gas naturale 21% Geotermico 0,4% Solare 0,1% Idroelettrico 2,1% Eolico 0,1% Biocarburanti 0,3% Biomassa solida 8,6% Rifiuti urbani 0,1% Gas da biomassa 0,1% Figura 1 - Offerta di energia primaria totale mondiale nel 2007 ( Mtep) [ENEA, 2010]. Gas naturale 25% Nucleare 13% Petrolio 35% Altri combustibili 1% 10% Carbone 16% Solare termico 0,1% Fotovoltaico 0,1% Idroelettrico 1,8% Vento 0,7% Geotermico 0,3% Legno 4,8% Biogas 0,6% Rifiuti (RSU) 0,5% Moto ondoso 0,003% Biocarburanti 0,9% Carbone vegetale 0,01% Figura 2 - Consumo interno lordo dell'unione Europea nel 2010 (1.759 Mtep) [Eurostat, 2012]. In Europa la diffusione della digestione anaerobica è cominciata nel settore dei depuratori civili per la stabilizzazione dei fanghi di supero e attualmente si stima siano oltre i 8

9 digestori operativi. Allo stato attuale ci sono più di impianti operanti per il trattamento delle acque reflue agro-industriali ad alto carico organico nei Paesi dell Unione Europea, con una maggiore concentrazione in Germania, Danimarca, Austria, Svezia e Italia. Per il recupero di biogas dalle discariche per rifiuti urbani, invece, sono attualmente circa 450 gli impianti in attività in Europa, con una diffusione particolare in Gran Bretagna. A questo tipo di trattamento si sta aggiungendo negli ultimi anni in maniera crescente quello della frazione organica derivante dalla raccolta differenziata dei rifiuti urbani (Forsu), in codigestione con altri scarti organici industriali e con liquami zootecnici [C.R.P.A. e AIEL, 2008]. Carbone 8% Gas naturale 39% 10% Solare termico 0,08% Fotovoltaico 0,09% Idroelettrico 2,5% Vento 0,4% Geotermico 2,7% Legno 2,5% Biocarburanti 1,2% Biogas 0,3% Rifiuti (RSU) 0,4% Petrolio 40% Altri combustibili 3% Carbone vegetale 0,03% Figura 3 Consumo interno lordo Nazionale nel 2010 (176 Mtep) [Eurostat, 2012]. Situazione Italiana Il sistema energetico nazionale dipende dall estero per la fornitura energetica con una percentuale dell 85% rispetto alla media dell EU 27 che è circa il 53%. Questa situazione origina sia dall andamento complessivo della domanda per fonte energetica che dalle oscillazioni della produzione nazionale. La composizione percentuale della domanda 9

10 evidenzia la specificità italiana, nel confronto con la media dei 27 paesi dell Unione Europea dove si nota un maggior ricorso a petrolio e gas, importazione di elettricità, ridotto contributo dei combustibili solidi (7,3% dei consumi primari di energia) e mancato ricorso alla fonte nucleare [ENEA, 2009]. La produzione da fonti energetiche rinnovabili (FER) in Italia nel 2010 è aumentato del 45% rispetto al 2007 ed è arrivato a quota ktep (Figura 3). Nel 2010 la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili ha superato i ktep, mostrando una crescita del 38% rispetto al 2007, pari al 24% del consumo interno lordo di energia elettrica. Le biomasse in Italia rappresentano il 4,4% del consumo interno pari a ktep, con una incidenza sul totale delle fonti rinnovabili del 43%. Biogas da discariche (RSU) 35% Solo effluenti zootecnici 13% Rifiuti agro-industriali 5% Settore zootecnico 40% Effluenti zootecnici con sottoprodotti o colture dedicate 21% Colture dedicate e sottoprodotti 3% Dato non disponibile 3% Forsu 2% Fanghi di depurazione civile 18% Figura 4 Categorie dei diversi impianti di biogas presenti in Italia [APER 2010 e CRPA 2010]. Nello specifico la produzione di biogas in Italia nel 2010 è stata di 508 ktep con una presenza di circa 672 impianti realizzati ( MW(e)) e circa 76 in fase di costruzione, distribuiti per la quasi totalità nelle regioni del Nord, che operano con effluenti zootecnici, colture 10

11 energetiche, residui organici, reflui dell agro-industria e la frazione organica dei rifiuti urbani (Figura 4). Le aree più interessate risultano essere quelle in cui è presente una maggiore concentrazione di allevamenti zootecnici come la Lombardia, l Emilia-Romagna e il Veneto. Alcuni impianti si stanno pure sviluppando in zone in cui sono prodotte quantità significative di scarti e sottoprodotti organici del comparto agro-industriale da utilizzare in co-digestione, anche come soluzione gestionale al recupero di questi scarti. Anche in Italia si è mostrato interesse alla co-digestione dei liquami zootecnici in miscela a biomasse come colture energetiche e scarti organici (circa il 58% degli impianti e il 70% della potenza installata nel settore zootecnico) [C.R.P.A. e AIEL, 2008]. Il biogas nel settore agricolo La storia del biogas da effluenti zootecnici è stata caratterizzata in Italia da due distinte fasi. La prima, non positiva, risale agli anni 80, mentre la seconda ha avuto inizio nel decennio successivo, quando tecnologie più semplici e studiate espressamente per il mondo agricolo hanno iniziato ad essere adottate e a garantire agli allevatori un effettivo ritorno economico dell investimento. Le difficoltà del primo periodo sono testimoniate dal fatto che oggi molti di quegli impianti non sono più attivi. Le ragioni sono per lo più da imputare al fatto che la loro costruzione era motivata dalla necessità di ridurre l impatto ambientale dei liquami, più che dalla volontà di realizzare un risparmio energetico (Figura 5). A rendere ancora meno positiva l immagine della digestione anaerobica agli occhi degli allevatori negli anni 80 ha contribuito pure il fatto che gli impianti realizzati a quell epoca erano un adattamento alle aziende zootecniche di processi e tecnologie nati per il settore industriale. La situazione è andata modificandosi quando ha iniziato a diffondersi una nuova generazione di impianti di biogas semplificati e a basso costo, che oltre a recuperare energia permettono di controllare gli odori e di stabilizzare i liquami [C.R.P.A. e AIEL, 2008]. 11

12 Figura 5 Impianto di digestione anaerobica con teli galleggianti negli anni 80 per la riduzione dell impatto ambientale [Chiumenti, 2007]. Ad accrescere l interesse nei confronti degli impianti di biogas, che utilizzano il gas prodotto in cogenerazione, ha contribuito il crescente interesse dell opinione pubblica verso la ricerca di sistemi alternativi alle fonti fossili per la produzione di energia. Negli ultimi due decenni, in accordo con le direttive europee, la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili è stata favorita dai certificati verdi. In pratica, a partire dal 2002 è stato definito l obbligo, da parte di tutti i produttori ed importatori di energia elettrica da fonte convenzionale, di immettere in rete, ogni anno, una quota di elettricità prodotta da fonti rinnovabili (tra cui il biogas) pari nel 2011, al 7,55% della quantità totale immessa (GSE, 2013). Per poter rispettare tale quota, i produttori di energia da fonte convenzionale devono acquistare i cosiddetti certificati verdi dai produttori di energia rinnovabile. Al luglio del 2012 è entrato in vigore il nuovo decreto di incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti a fonti rinnovabili diversi dal fotovoltaico aventi potenza non inferiore a 1 kw. Il Decreto individua, per ciascuna fonte, tipologia di impianto e classe di potenza, il valore delle tariffe 12

13 incentivanti base di riferimento per gli impianti che entrano in esercizio in data successiva al 31 dicembre Nella stessa sono individuate le vite medie utili convenzionali degli impianti, cui corrisponde il relativo periodo di incentivazione. Il Decreto definisce anche una serie di premi cui possono accedere particolari tipologie di impianti che rispettano determinati requisiti di esercizio (GSE, 2012). Nel settore agricolo la riforma della Politica Agricola Comunitaria (PAC) e dell Organizzazione Comune di Mercato (OCM) ha tagliato il sostegno a seminativi e barbabietola da zucchero, introducendo l aiuto disaccoppiato, creando di fatto le premesse per l utilizzo diverso dei terreni e favorire la coltivazione di colture energetiche. In questo contesto la produzione di energia da parte delle aziende agricole permette di diversificare l attività produttiva verso un settore che presenta una maggiore stabilità economica (l energia ha un prezzo agganciato al costo della vita), garantendo un reddito costante durante tutto l anno solare, con la possibilità di fare degli investimenti a medio-lungo periodo. Digestione anaerobica dei residui agricoli La digestione anaerobica è un processo biologico che in assenza di ossigeno trasforma la sostanza organica in biogas, cioè una miscela costituita principalmente da metano e anidride carbonica. L azione di decomposizione avviene in due fasi, la prima ad opera di diversi gruppi di microrganismi in grado di trasformare la sostanza organica essenzialmente in acido acetico, anidride carbonica ed idrogeno; successivamente questi composti intermedi vengono trasformati in metano e anidride carbonica dai microrganismi metanigeni. Il vantaggio del processo è che partendo da materia organica si ottiene energia rinnovabile sotto forma di un gas combustibile ad elevato potere calorifico. Il limite è dato invece dal fatto che i microrganismi anaerobi presentano basse velocità di crescita e di reazione, ciò significa che per ottenere buoni risultati l ambiente di reazione deve essere mantenuto il più possibile in condizioni ottimali (il ph intorno a 7-7,5 e la temperatura ottimale di processo 13

14 compresa tra i C in riferimento ai batteri utilizzati nel processo) [C.R.P.A. e AIEL, 2008]. Il biogas è una miscela composta da metano, in genere pari al 55-75% quando è ottenuto con gli effluenti zootecnici, da anidride carbonica, tracce di idrogeno solforato e umidità elevata, derivante dalla degradazione in ambiente anaerobico (assenza di ossigeno) della sostanza organica. Di seguito sono riportati i motivi per cui la digestione anaerobica per il trattamento delle biomasse organiche trova applicazione negli allevamenti zootecnici [C.R.P.A. e AIEL, 2008]: accelera il processo di stabilizzazione dei liquami destinati allo stoccaggio e al successivo utilizzo agronomico; permette un buon abbattimento degli odori e delle emissioni di metano (gas serra) e di ammoniaca; consente il recupero dai liquami. L utilizzo energetico del biogas può avvenire secondo la seguente classificazione: combustione diretta in caldaia, con produzione di solo energia termica da utilizzare nell azienda agraria (Figura 6); combustione in motori (endotermici o esotermici) che azionano dei gruppi elettrogeni per la produzione combinata di energia elettrica e termica (Figura 6); trasformazione del biogas in biometano (purificazione, filtrazione e odorizzazione) per essere immesso nella rete di distribuzione del metano o essere utilizzato per l autotrazione. La cogenerazione ha il vantaggio di produrre sia energia elettrica che termica, dove la prima viene ceduta alla rete elettrica nazionale mentre la seconda può essere utilizzata per coprire i fabbisogni aziendali o essere venduta a terzi. L utilizzo dell energia termica presenta dei carichi molto variabili a livello giornaliero e stagionale. Risulta quindi importante 14

15 individuare sul territorio delle domande di energia termica che siano costanti lungo il periodo di funzionamento dell impianto. Figura 6 a) Caldaia per la combustione diretta del biogas; b) Motore endotermico per cogenerazione di energie elettrica e termica utilizando il biogas. Di seguito vengono descritti i diversi substrati zootecnici e/o agricoli per la produzione di biogas [C.R.P.A. e AIEL, 2008]: liquame suino con un contenuto di sostanza secca che varia dall 1 al 6%, a seconda della tipologia di allevamento di origine; dal liquame prodotto da un suino da ingrasso del peso vivo medio di 85 kg si possono ottenere mediamente 0,1 m 3 di biogas al giorno (Figura 7); 15

16 liquame bovino con un contenuto di solidi totali che oscilla tra l 8 e il 15% e varia oltre che in funzione del tipo di allevamento anche in base alla quantità di paglia aggiunta nelle stalle; dal liquame prodotto da una vacca da latte del peso vivo medio di 500 kg si possono ottenere mediamente 0,75 m 3 di biogas al giorno (Figura 7 ); deiezioni avicole che presentano le caratteristiche idonee al processo di digestione anaerobica (pollina di galline ovaiole allevate in gabbia senza l uso di lettiera): le deiezioni asportate fresche presentano un contenuto in solidi totali del 18-20% e alto contenuto di azoto; residui colturali provenienti dai raccolti agricoli quali foraggi, frutta e vegetali di scarsa qualità, percolati da silos e paglia che possono essere addizionati come cosubstrati alle deiezioni animali (Figura 8); colture non alimentari ad uso energetico coltivate per essere utilizzate in impianti di digestione anaerobica: il mais ceroso e il sorgo hanno dimostrato di possedere un buon potenziale di produzione di biogas ( m 3 /ha) (Figura 8); scarti organici e acque reflue dell agro-industria come siero di latte proveniente dall industria casearia, reflui liquidi dell industria che processa succhi di frutta o che distilla alcool, scarti organici liquidi e/o semisolidi dell industria della carne (macellazione e lavorazione della carne). 16

17 Figura 7 a) Vasca di stoccaggio dei liquami bovini [CRPA, 2008]); b) Vasca stoccaggio liquami suini [CRPA, 2006]. Codigestione La codigestione di effluenti zootecnici con altri scarti organici al fine di aumentare la produzione di biogas è pratica standard in Europa ormai da diversi anni. L interesse che spinge gli operatori del settore verso la codigestione è costituito principalmente dal fatto che la vendita della maggior quantità di elettricità prodotta, permette di ottenere guadagni maggiori. Nelle piccole e medie strutture aziendali, in particolare, l utilizzo della codigestione può notevolmente migliorare l economia globale in quanto gli aumentati dei guadagni consentono di bilanciare anche i maggiori investimenti necessari e i costi sostenuti per rendere idoneo l impianto al trattamento di più scarti. La miscelazione di diversi prodotti consente di compensare le fluttuazioni di massa stagionali dei rifiuti, di evitare sovraccarichi o al contrario carichi inferiori alla capacità stessa del digestore e di mantenere quindi più stabile e costante il processo. Le matrici attualmente più utilizzate nella codigestione con effluenti zootecnici sono gli scarti organici agroindustriali e le colture energetiche. Gli scarti organici da utilizzare come substrati provengono dalle più svariate fonti e possiedono quindi forti differenze nella composizione chimica e nella biodegradibiltà. Alcune sostanze (quali percolati, acque reflue, fanghi, olii, grassi e siero) sono facilmente 17

18 degradabili mediante digestione anaerobica senza richiedere particolari pretrattamenti, mentre altre (quali gli scarti di macellazione, sostanze ad elevato tenore proteico) necessitano di essere fortemente diluite con il substrato base (effluenti zootecnici liquidi), in quanto possono formare metaboliti inibitori del processo (ad esempio l ammoniaca) [C.R.P.A. e AIEL, 2008]. Figura 8 a) Insilato di mais presso impianto di digestione anaerobica, Teglio Veneto (VE); b) Scarti di residui orto-frutticoli [Progettobiomasse, 2011]. Biometano La Direttiva Europea 2003/55 ha autorizzato l immissione di altri tipi di gas nelle reti gas naturale. Particolarmente interessante è la possibilità di iniettarvi anche il biometano, cioè un biogas raffinato con qualità paragonabili a quelle del gas naturale (concentrazione di CH4 superiore al 95%) e, quindi, utilizzato in sostituzione del fossile in tutte le sue applicazioni di rete e nei trasporti (Figura 9). Per la produzione di biometano, a partire dal biogas ottenuto dal processo di digestione anaerobica, è necessario procedere all eliminazione di acqua, composti solforati, molecole alogenate, anidride carbonica, ossigeno e metalli (ASSAM 2009). La sequenza tipica per la preparazione del biometano utilizzato per la trazione è descritta di seguito: 18

19 compressione a bar; desolforazione e decarbonatazione mediante lavaggi con acqua; essiccazione; dealogenazione mediante carboni attivi; compressione sino a bar. In definitiva il biometano offre l opportunità di risolvere il problema della gestione dei reflui (agricoli e non) con la produzione e l utilizzo di un combustibile pulito e a basso contenuto di carbonio. Figura 9 a) Trattore alimentato a biogas realizzato nel 1981 in un progetto della regione Veneto [Chiumenti, 2007]; b) Distributore di biometano. Tecnologie di digestione anaerobica applicabili L esperienza accumulata nel corso degli anni in studi e applicazioni sulla digestione anaerobica di diverse tipologie di biomasse di scarto e vergini ha condotto allo sviluppo di differenti tecnologie, principalmente basate sul tenore di sostanza secca del substrato alimentato al reattore. Le tecniche di digestione anaerobica possono essere suddivise in due gruppi principali [C.R.P.A. e AIEL, 2008]: 19

20 digestione a umido, quando il substrato in digestione ha un contenuto di sostanza secca inferiore al 10%; è questa la tecnica più diffusa, in particolare con i liquami zootecnici; digestione a secco, quando il substrato in digestione ha un contenuto di sostanza secca superiore al 20%. Una ulteriore suddivisione dei processi di digestione anaerobica può essere fatta in base al numero di reattori necessari per produrre il biogas (monostadio e bistadio) e al tipo di alimentazione del reattore, che può essere continua o discontinua. Gestione reflui zootecnici e direttiva nitrati I liquami provenienti dalla digestione anaerobica possono essere successivamente distribuiti sui terreni agricoli o da soli o in aggiunta a quelli non digestati. Bisogna però ricordare che il trattamento anaerobico lascia intatta la carica di azoto, che anzi, risulta più concentrata rispetto al liquame di partenza. Ciò comporta che il digestato ha un alto valore agronomico e può sostituire, con notevole risparmio economico, l apporto di concime azotato di sintesi. D altra parte, non sempre questa abbondanza di concime azotato può essere un vantaggio se ci si trova in ambiti territoriali fragili sotto l aspetto ambientale. Infatti, con l emanazione da parte del ministero dell agricoltura, di concerto con i ministri dell ambiente, della sanità e delle attività produttive, del decreto n. 109 del 7 aprile 2006 Criteri e norme tecniche generali per la disciplina regionale dell utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento, si sono fissate le nuove regole per la gestione degli effluenti degli allevamenti zootecnici, in ottemperanza agli obblighi comunitari di rispetto della direttiva nitrati. Con questa normativa si possono utilizzare 340 kg/ha di azoto per anno nelle zone non vulnerabili e 170 kg/ha di azoto per anno nelle zone definite vulnerabili. La delimitazione delle aree vulnerabili pone quindi dei grossi problemi alla zootecnia regionale, dato che le aziende del settore non sempre sono collegate funzionalmente con la coltivazione dei terreni agricoli e le quantità di azoto prodotto con i reflui zootecnici sono molto elevate. La 20

21 normativa nazionale citata, tra le azioni proposte allo scopo, pone al centro delle tecnologie la digestione anaerobica, sia come mezzo di auto approvvigionamento energetico sia per la successiva fase di abbattimento dell azoto quando fosse necessario. I problemi maggiori emergono quando si ricorre alla codigestione per la produzione di biogas, che da un lato aumenta in modo considerevole la produzione energetica e quindi la redittività degli impianti, ma dall altro lato pone dei seri problemi per lo smaltimento di un eccessivo quantitativo di azoto, spesso superiore al carico utile dei terreni agricoli aziendali. Una possibile soluzione adottabile per valorizzare il potere fertilizzante di questa biomassa è la tecnica del compostaggio, grazie al miglioramento del livello tecnologico ottenuto negli ultimi anni (Figura 10). Figura 10 Impianto di compostaggio degli effluenti zootecnici situato presso un allevamento suinicolo. Il compost prodotto dal comparto zootecnico subisce però la concorrenza di quello ottenuto dal comparto civile. Non solo il compost civile viene ceduto gratuitamente, ma spesso anche trasportato e distribuito sui terreni agricoli senza oneri di costo per le aziende agricole. Di conseguenza, il compost di origine zootecnica, ben più di qualità rispetto a quello prodotto dal recupero dei rifiuti organici, avendo un costo di produzione di euro a tonnellata 21

22 non può essere distribuito gratuitamente (Dall Olio, 2007). Risulta quindi chiaro che la possibilità di utilizzo delle biomasse vegetali (silomais) per la co-digestione con i liquami zootecnici deve essere valutata in considerazione anche degli aspetti ambientali che questa può derivare per l ecosistema ambientale. 22

23 Materiali e metodi Area di studio L area di studio è stata identificata tenendo conto degli obiettivi del progetto ed è caratterizzata dai confini territoriali delle quattro comunità montane presenti in Friuli Venezia Giulia e la valle del Gail: a) Comunità Montana del Torre, Natisone e Collio; b) Comunità Montana del Gemonese, Canal del Ferro e Valcanale; c) Comunità Montana della Carnia; d) Comunità Montana del Friuli Occidentale; e) I sette comuni della valle del Gail. I confini territoriali comprendono tutta la zona alpina della regione Friuli Venezia Giulia e della valle del Gail, garantendo di valutare in modo completo il potenziale dei residui agricoli del territorio montano. Software utilizzati Mapinfo Professional Mapinfo Professional consente di associare i vostri dati a delle mappe geografiche, per ottenere una rappresentazione cartografia delle informazioni, ma anche e soprattutto per analizzarli geograficamente sulla base dei concetti di vicinanza e appartenenza. Il software permette di mettere in relazione i dati con il territorio e di analizzare la realtà attuale e i possibili scenari futuri. Questo software è stato scelto per le svariate opzioni di presentazione 23

24 delle elaborazioni cartografiche dei dati e la facilità di esportazione in altre applicazioni o su piattaforme web di facile utilizzo. Quantum GIS Quantum GIS è un Sistema Informativo Geografico gratuito per la visualizzazione e l analisi dei dati, che permette di far confluire dati provenienti da diverse fonti in un unico progetto di analisi territoriale. I dati, divisi in Layers, possono essere analizzati per creare una mappa territoriale integrata che può essere personalizzato dall'utente ed eventualmente rispondere alle analisi tipiche del GIS. La mappa può essere arricchita da icone e da etichette dipendenti dagli attributi degli elementi cartografici. Questo software è stato scelto per la sua semplicità d uso nella visualizzazione dei dati sul territorio e nella stampa delle mappe tematiche. Stima del potenziale energetico delle deiezioni zootecniche Con il termine deiezioni zootecniche vengono definiti i prodotti di scarto (o reflui) di un allevamento, risultato della miscela di feci, urine, acqua, lettiera, peli, residui alimentari, ecc. Si parla invece di deiezioni tal quali o propriamente dette, quando ci si riferisce solamente al sottoprodotto fisiologico degli animali (feci e urine). Le deiezioni zootecniche presentano una composizione estremamente variabile non solo in funzione dell'origine (bovina, suina, avicola, ecc.), ma anche in funzione delle modalità di allevamento e digestione. In particolare l'apporto di acqua e quindi, all'opposto, il contenuto in sostanza secca, gioca un ruolo determinante nella scelta della modalità di trattamento e smaltimento più idonea. Le deiezioni zootecniche, ricadenti nella definizione di liquame, sono quelle che meglio si prestano allo sfruttamento energetico mediante digestione anaerobica in quanto il loro contenuto di sostanza secca è inferiore al 18-19%. Il potenziale energetico dei liquami zootecnici è in diretto rapporto con il contenuto in sostanza organica. Infatti è proprio la sostanza organica che, attraverso il processo di fermentazione o di digestione anaerobica, dà luogo alla formazione di biogas, combustibile ad alto potere calorifico. 24

25 Nell ottica di valorizzare al meglio dal punto di vista energetico i sottoprodotti del settore zootecnico, grazie alle loro specifiche caratteristiche, in questo studio si è deciso di valutarne le potenzialità legate alla trasformazione tramite i processi biochimici di digestione anaerobica per la produzione di biogas nel territorio montano dell area oggetto di studio. Sono stati presi in considerazione i liquami derivanti dagli allevamenti di bovini, suini e per quel che riguarda il comparto dell avicoltura, delle sole ovaiole, che presentano le deiezioni (pollina) con caratteristiche idonee alla produzione di biogas (umidità alla raccolta superiore al 30%). Gli ovini e i caprini non sono stati considerati in questo lavoro, perché il loro numero risulta troppo basso in riferimento allo scopo finale dello studio. La distribuzione degli allevamenti zootecnici è stata divisa per ogni comune in riferimento alla tipologia di animale considerato (bovini, suini e ovaiole), in modo da stimare la produzione potenziale di biogas e il relativo contenuto energetico per ogni tipo di allevamento. Per bovini e suini sono stati presi in considerazione i dati del V Censimento dell Agricoltura del 2010, poiché tra quelli a nostra disposizione risultavano essere i più completi e aggiornati, anche se questa fonte riporta il numero totale di animali per comune, senza distinguerli né per classe di età né per modalità di stabulazione. Questi due fattori influiscono in maniera significativa sulla quantità di deiezioni prodotta dalle diverse tipologie di animali considerati. Si è quindi deciso di utilizzare i valori raccolti nella banca dati dall IZS (Istituto Zooprofilattico Sperimentale), aggiornati all anno 2007, che presentavano la numerosità dei bovini e dei suini per fascia di età, ma solo per alcuni comuni della regione Friuli Venezia Giulia (202 comuni per i bovini e 84 comuni per i suini). Successivamente i dati dell IZS sono stati incrociati con i valori presenti nel decreto n.109 del 7 aprile 2006 che riporta il quantitativo di reflui zootecnici in relazione alla tipologia, al tipo di stabulazione e all età dell animale (Tabella 2 e Tabella 3). In questo modo è stato possibile calcolare la media ponderata di produzione di liquame per ogni unità bovina e suina in base alla percentuale con cui ogni fascia di età era rappresentativa rispetto al totale per i comuni che presentavano i dati in forma completa nei registri dell anagrafe zootecnica. Questi dati 25