Emissioni di gas e odori e produzione di biogas da letame suino

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1 Convegno Opportunità economica per una suinicoltura innovativa e sostenibile Tecnopolo di Reggio Emilia (RE), 25 novembre 2015 Laura Valli, Centro Ricerche Produzioni Animali CRPA, Reggio Emilia Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

2 Obiettivi Del progetto: Favorire l adozione di modelli d allevamento suinicolo sostenibile che coniughi benessere degli animali, ridotto impatto emissivo, produzione di energia rinnovabile Dell Azione 4: emissioni e biogas verificare la emissività di odori e di composti gassosi (NH3, CH4, N2O e CO2) della lettiera della porcilaia dimostrativa a confronto con il liquame di un allevamento convenzionale; verificare la producibilità di biogas del letame suino a confronto con il liquame di un allevamento convenzionale.

3 Come sono stati fatti i monitoraggi Box sperimentali a lettiera per suini nella fase di magronaggio (da kg in 60 giorni) Monitorati due cicli di allevamento: estivo e invernale 6 rimozioni delle lettiera per ciascun ciclo con la seguente cadenza: 2 volte (ogni 15 gg circa) nella prima parte del ciclo di allevamento (capi di piccola taglia) 4 volte (1 volta/settimana circa) nella seconda parte del ciclo di allevamento (capi di maggiore peso).

4 Piano di campionamento Primo mese o periodo Secondo mese o periodo 15 gg 30gg LETTIERA Asportazione lettiera 6 volte Emissioni gas e odori Test BMP in triplo LIQUAME Emissioni gas e odori Test BMP in triplo

5 Come misurare Emissioni di gas Porcilaie a ventilazione naturale: troppo complesso quantificare le emissioni Misurazioni localizzate sulle superfici emissive Nel box a lettiera: 3 punti di campionamento in diverse posizioni: zona poco sporca, mediamente sporca, molto sporca Per il liquame: campione rappresentativo di liquame prelevato da sottofessurato, distribuito in 3 vaschette

6 Camera a saturazione Area di base 60 x 60 cm Misura concentrazione gas con monitor fotoacustico concentrazione del gas [mg/m3] tempo [minuti]

7 Emissione di odori Prelievo nello spazio di testa della camera campionatore a vacuum

8 Laboratorio di olfattometria Determinazione della concentrazione di odore (oue/m 3 ) Norma UNI EN 13725:04 Misura sensoriale basata sul giudizio di un panel di valutatori Olfattometro TO8 della Odournet a 4 postazioni di misura 1 oue/m 3 : concentrazione di odore appena percettibile per la media del gruppo di valutatori

9 Emissioni di ammoniaca Estate: area molto sporca: emissioni > 80% della media area pulita: emissioni < 90% della media Inverno: area molto sporca: emissioni > 65% della media area pulita: emissioni < 40% della media

10 Emissioni di ammoniaca Ammoniaca: gas con effetto di acidificazione e precursore del particolato fine Emissioni dalla lettiera superiori del 50% circa rispetto al liquame (in accordo con il Bref )

11 Emissioni di metano Metano: gas a effetto serra 25 volte più potente della CO2 Emissioni dal liquame quasi doppie che dalla lettiera

12 Emissioni di protossido di azoto Protossido di azoto: gas a effetto serra 298 volte più potente della CO2 Emissioni nulle dal liquame (conferma metodologia IPCC)

13 Emissioni di gas serra Dalla fase di gestione delle deiezioni in stalla

14 Emissioni di odori Emissioni dalla lettiera ridotte 30-40% rispetto al liquame

15 Perché la digestione anaerobica Notevole potenzialità nella mitigazione delle emissioni di GHG dal settore agricolo (vedi rapporti FAO e IPCC) Digestione anaerobica «tecnica win-win»: riduzione diretta delle emissioni nella fase di gestione delle deiezioni, riduzione indiretta delle emissioni per la sostituzione di energia fossile

16 DIGESTIONE ANAEROBICA TECNOLOGIA DI CONVERSIONE ENERGETICA MOLTO VERSATILE utilizza quello che altre tecnologie di conversione energetica non possono utilizzare: MATRICI VEGETALI E/O ANIMALI MATERIE PRIME, SOTTOPRODOTTI, RIFIUTI con ST e SV molto diversi (dal 2% al 100%). modulare (taglia e tipologia in funzione delle biomasse)

17 Liquame suino 1000 kg Criticità della progettazione: bilancio termico (nelle condizioni critiche) H2O 956 kg Per riscaldare 1000 kg Da 5 C A 38 C Servono circa 38 kwht 80% delle risorse energetiche servono per scaldare il liquame al carico! SVtot 40 kg Ceneri 4 kg In DA si producono: 40 kgsv x 0,3 m3ch4 /kgsv x 9,88 kwh/m3 =118 kwh/t Con rendimento termico del CHP 40%, sono disponibili 118 kwh x 40% = 47 kwh/t Liquami molto diluiti dovrebbero essere addensati o integrati con letami

18 Il potenziale metanigeno effettivo Laboratorio biogas CRPA - Test BMP statico A norma UNI EN ISO 11734:2004

19 BMP: quali informazioni si ottengono Produzione di biogas: Nm 3 /ton SV o Nm 3 /ton biomassa tal quale Produzione di metano: Nm 3 /ton SV o Nm 3 /ton biomassa tal quale Percentuale di metano: % Degradabilità dei Solidi Volatili: %

20 Producibilità metano TEST BMP statico TEST BMP condotti su liquami suini e letame suino prelevati durante i due cicli di prova nei box con paglia Sostanza secca Solidi volatili BIOGAS METANO (%) (%ST) (Nm3/t SV) (%) (Nm 3 /t SV) (Nm 3 /t tq) Liquame suino MEDIA 5,1 76,2 484,7 65,91 320,2 15,0 (18 camp.) Dev. St. 1,7 5,8 74,3 3,96 58,4 7,9 C.V. (%) 33,4 7,6 15,3 6,01 18,2 52,7 Letame suino MEDIA 24,46 85,05 475,3 54,59 259,4 53,6 (24 camp.) Dev. St. 5,13 1,70 54,59 1,93 30,90 11,19 C.V. (%) 21,0 2,0 11,5 3,5 11,9 20,9 Ottime rese del liquame suino «fresco»

21 Producibilità metano TEST BMP statico ST (%) SV (% ST) Biogas (Nm 3 /tsv) CH4 (Nm 3 /tsv) CH4 (Nm 3 /t tq) Liq. suino "medio" 3,97 69,08 417,9 285,6 7,88 Liq. suino "fresco" 5,08 76,22 484,7 320,2 14,95 Lettiera suina "fresca" 24,46 85,05 475,3 259,4 53,58

22 Sostenibilità della digestione anaerobica Azienda di 2500 capi da ingrasso con 60 ha coltivati a mais Caso 1 Caso 2 Caso 3 Tipologia allevamento Convenzionale a liquame + mais (25%) A lettiera solo nella fase accrescimento, il resto a liquame A lettiera in tutte le fasi (accrescimento + ingrasso) Biomasse all impianto Liquame (75%) + silomais (25%) Liquame (95%) + lettiera (5%) Lettiera Potenza impianto kw kw kw

23 Conclusioni Le emissioni di ammoniaca e protossido di azoto sono risultate superiori per l allevamento su lettiera che per quello su liquame, ma le emissioni complessive di gas serra risultano inferiori Le emissioni di odori risultano mitigate nel caso della lettiera Nell allevamento a ingrasso la conversione parziale a lettiera (almeno sino a 50 kg) può rendere sostenibile l avvio a DA di tutti gli effluenti Per una valutazione di sostenibilità ambientale e economica occorre un approccio complessivo che tenga in considerazione i diversi aspetti

24 Grazie per l attenzione! Laura Valli Convegno Opportunità economica per una suinicoltura innovativa e sostenibile Tecnopolo di Reggio Emilia (RE), 25 novembre l.valli@crpa.it Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.