Progetto ERICA. LINEE GUIDA Efficienza energetica e rinnovabili per il caseificio del futuro

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1 Progetto ERICA LINEE GUIDA Efficienza energetica e rinnovabili per il caseificio del futuro 1

2 Indice generale AUTORI E RINGRAZIAMENTI...6 PREMESSA CENNI INTRODUTTIVI SULLA TECNICA DI LAVORAZIONE DEL PARMIGIANO REGGIANO Sosta e affioramento Trasferimento del latte in caldaia Insemenzamento Aggiunta del caglio e coagulazione Rottura della cagliata, cottura ed estrazione Messa in fascera e asciugatura Salatura Stagionatura INNOVAZIONE TECNOLOGICA DEI CASEIFICI CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA Premessa I caseifici dell'area del sisma Il questionario Caseifici Risultati dell'indagine campionaria Dati generali Assetto strutturale e impiantistico dei caseifici Il condizionamento dei locali I consumi energetici Energie rinnovabili ed efficienza energetica I consumi idrici Reflui e sottoprodotti caseari TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO Premessa Azioni per l'efficienza energetica Rifasamento elettrico Motori elettrici ad elevato rendimento Manutenzione motori e macchine e corretto impiego Rendimento delle caldaie a vapore Cogenerazione Recupero di calore di processo (cascami termici) Efficienza degli impianti di refrigerazione e raffrescamento Ventilazione dei locali Illuminazione degli ambienti di lavoro Automazione degli impianti di lavaggio Siero Vasche di affioramento Isolamento termico delle strutture Conclusioni TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE Premessa La radiazione solare

3 5.3. Solare fotovoltaico Aspetti tecnici Potenzialità produttiva degli impianti fotovoltaici Solare termico Aspetti tecnici Potenzialità produttiva del solare termico TECNOLOGIE PER IL BIOGAS Introduzione Organizzazione della stalla e gestione effluenti Il processo biologico Cos'è e come si utilizza il biogas Componenti di un impianto di biogas I CASEIFICI PILOTA Caseificio A Dati generali Strutture e tecnologie Consumi energetici Principali utenze energetiche Interventi già attuati per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili Consumi idrici Superfici Caseificio B Dati generali Strutture e tecnologie Consumi energetici Principali utenze energetiche Interventi già attuati per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili Consumi idrici Superfici Caseificio C Dati generali Strutture e tecnologie Consumi energetici Principali utenze energetiche Interventi già attuati per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili Consumi idrici Superfici Stima dei consumi energetici per utenza Stime per il caseificio A Stime per il caseificio B Stime per il caseificio C Commento della stima di ripartizione dei consumi IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA Fotovoltaico Superfici utili per il fotovoltaico Calcolo della radiazione solare Impianti fotovoltaici per i caseifici pilota Definizione dei parametri economici Risultati dell'analisi

4 8.2. Solare termico Potenzialità d'impiego del solare termico Incentivi per il solare termico Impianti solari termici per i caseifici pilota Definizione dei parametri economici Risultati dell'analisi Risparmio energetico IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA Caseificio A Azienda Il Castello Azienda Oppio Studio di fattibilità Upgrading da biogas a biometano Caseificio B Azienda Bellintani Azienda Caprari Azienda Freddi Azienda Prati Azienda Trevisi Azienda Truzzi Azienda Gentile Nuova Azienda Stalla Tullie Studio di fattibilità Caseificio C Azienda Cipriani Azienda Salati Azienda Dall'Aglio Studio di fattibilità VALUTAZIONE CARBON FOOTPRINT Descrizione del lavoro Situazione ex-post (biogas) Situazione ex-post (fotovoltaico) COSTO DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN PARMIGIANO REGGIANO Premessa Metodologia Costo di trasformazione dei tre caseifici pilota TABELLE SCHEDE EFFICIENZA SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N

5 SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N SCHEDA EFFICIENZA N IMMAGINI ALLEGATO I Questionario caseifici A. Dati generali e personale B. Raccolta del latte C. Sosta e affioramento D. Cottura E. Messa in fascera e asciugatura F. Salagione G. Magazzino H. Condizionamento locali L. Altre produzioni M. Consumi di energia N. Energia rinnovabile ed efficienza energetica O. Consumi idrici P. Reflui caseari R. Sottoprodotti caseari S. Rifiuti ALLEGATO II Caseificio A Azienda Il Castello Azienda Oppio Caseificio B Azienda Bellintani Azienda Caprari Azienda Freddi Azienda Prati Azienda Trevisi Azienda Truzzi Azienda Gentile Nuova Azienda Stalla Tullie Caseificio C Azienda Cipriani Azienda Salati Azienda Dall'Aglio BIBLIOGRAFIA

6 AUTORI E RINGRAZIAMENTI Paolo Rossi (capitoli 1, 2, 3, 4, 5, 7 e 8) Tonino Rivieri (capitoli 2 e 4) Isabel Machiorlatti Vignat (capitolo 3) Giovanni Riva (capitoli 4, 5 e 8) Alessandro Gastaldo (capitolo 5) Nicola Labartino (capitoli 6 e 9) Claudio Fabbri (capitolo 9) Fabio Verzellesi (capitolo 9) Stefano Pignedoli (capitolo 10) Laura Valli (capitolo 10) Cornelis de Roest (capitolo 11) Eugenio Corradini (capitolo 11) Si ringraziano tutti i caseifici che hanno aderito all'iniziativa, per la fattiva collaborazione e la disponibilità dimostrata nel corso delle attività di progetto. Un ringraziamento particolare va ai seguenti caseifici, coinvolti nelle attività sperimentali: Caseificio Riolo, Castelfranco Emilia (MO), Bonlatte Società Cooperativa Agricola Caseificio Agricolo del Milanello Terre di Canossa, Campegine (RE) Caseificio Sant'Angelo dei F.lli Caretti, San Giovanni in Persiceto (BO) Latteria Tullia di Rolo (RE) AUTORI E RINGRAZIAMENTI 6

7 PREMESSA Le presenti Linee guida raccolgono in modo organico le analisi, gli studi e i risultati delle attività sperimentali condotti e ottenuti dal progetto ERICA (Efficienza energetica e rinnovabili per il caseificio del futuro), finanziato dall'assessorato Agricoltura della Regione Emilia-Romagna nell'ambito del Bando 2013 Zona Sisma. Il progetto, coordinato dal CRPA, avviato nel dicembre del 2013 e conclusosi alla fine del 2015, ha visto il coinvolgimento della Fondazione CRPA Studi Ricerche di Reggio Emilia, del CICA di Bologna, dell'università Politecnica delle Marche, del Comitato Termotecnico Italiano (CTI) Energia e Ambiente di Milano e dello Studio di Ingegneria e Architettura Rivieri di Reggio Emilia. Il progetto, rivolto in modo specifico ai caseifici del Parmigiano Reggiano dei comuni ricompresi nell'area del sisma dell'emilia del 2012, si è posto i seguenti principali obiettivi: favorire l'adozione di tecnologie e metodologie per ridurre l impronta del carbonio, mediante il miglioramento dell efficienza energetica (risparmio energetico) e l introduzione di fonti rinnovabili di energia (solare fotovoltaico e termico, biogas) nei caseifici; favorire l'adozione di impianti di biogas/biometano interaziendali fra caseifici e allevamenti conferenti. In pratica, lo scopo principale che ha guidato il gruppo di lavoro di ERICA è stato quello di definire un possibile modello di caseificio del futuro autosufficiente dal punto di vista energetico, in modo da limitare i consumi energetici da fonti fossili nell intera filiera del Parmigiano Reggiano. Le Linee guida, per definizione, vogliono essere uno strumento operativo di facile consultazione, che si pone l'obiettivo di guidare il potenziale lettore nelle valutazioni e nelle scelte relative all'efficienza energetica e alla produzione di energia da fonte rinnovabile per i caseifici; questo strumento, ovviamente, non ha la pretesa di essere esaustivo per gli argomenti trattati, ma può essere di valido aiuto per inquadrare le tematiche e stimolare gli approfondimenti. PREMESSA 7

8 1. CENNI INTRODUTTIVI SULLA TECNICA DI LAVORAZIONE DEL PARMIGIANO REGGIANO Il Parmigiano Reggiano (in seguito P-R) è un formaggio tipo grana, semigrasso, a pasta dura cotta e a maturazione lenta (stagionatura minima di 12 mesi), prodotto a partire da latte vaccino crudo parzialmente scremato per affioramento naturale, ottenuto da 2 mungiture (quella della mattina e quella della sera precedente). Il latte alla stalla può essere raffreddato subito dopo la mungitura a una temperatura non inferiore ai 18 C. Si prevedono due munte giornaliere e il tempo massimo di mungitura per ogni munta non deve superare le 4 h. La consegna al caseificio deve avvenire entro le 2 h dalla fine della mungitura. La composizione media del prodotto stagionato prevede, su 100 g di massa, circa 30 g di acqua, 33 g di proteine e 28 g di grasso; il P-R è ricco di vitamine e minerali (calcio, fosforo, potassio, magnesio) ed è altamente digeribile. La forma è cilindrica, con scalzo leggermente convesso alto cm e facce piane con diametro di cm; il peso minimo è di 30 kg. L'area di produzione è circoscritta a 4 provincie emiliane e una provincia lombarda: Parma, Reggio Emilia, Modena, Bologna (sinistra Reno) e Mantova (destra Po). Di seguito si descrive brevemente la tecnica di lavorazione per la produzione del formaggio P-R; ad essa si farà riferimento nei capitoli successivi relativi alle azioni del progetto Sosta e affioramento Questa fase iniziale ha lo scopo di correggere il contenuto in grasso, ottimizzando il rapporto grasso/caseina del latte in caldaia; comporta anche lo sviluppo di una certa flora microbica naturale, la debatterizzazione del latte e la drastica riduzione del contenuto di cellule somatiche. La sosta del latte della sera avviene in vasche di acciaio (bacinelle) di forma e caratteristiche diverse ( figura 1.1), ma che in comune hanno il fatto che la sostanza grassa deve affiorare in modo naturale. La sosta inizia alla temperatura di raccolta del latte (non meno di 18 C) e prosegue a una temperatura che dipende dalle dotazioni del caseificio (condizionamento della sala latte, raffreddamento delle bacinelle), per un tempo di circa h; si ottiene un latte con un contenuto di grasso del 1,7-1,8% Trasferimento del latte in caldaia Il mattino successivo il latte magro viene convogliato ( spillato ) nelle caldaie, direttamente o previa raccolta nel mix del magro (serbatoio di miscelazione) e poi addizionato del latte intero della mattina, ottenendo un latte al 2,2-2,5% di grasso. La miscelazione può avvenire direttamente in caldaia, oppure preventivamente nello stesso mix del magro. Le caldaie (figura 1.2), dette doppifondi per il tipo di costruzione che consente la circolazione del vapore surriscaldato, sono in rame (migliore trasmissione del calore), a forma di campana rovesciata e possono contenere circa kg di latte. I doppifondi sono disposti in file, inseriti con la loro parte inferiore nel pavimento della sala, in modo da presentare il bordo superiore a un'altezza adeguata per le operazioni che il casaro e i garzoni dovranno svolgere durante la lavorazione. Nella parte inferiore delle caldaie, al disotto del solaio del locale, sono previsti lo scarico e la raccolta della condensa del vapore. 1. CENNI INTRODUTTIVI SULLA TECNICA DI LAVORAZIONE DEL PARMIGIANO REGGIANO 8

9 1.3. Insemenzamento Al latte in caldaia viene aggiunto il sieroinnesto, contenente una microflora termofila nella quale prevalgono lattobacilli (Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus helveticus, Streptococcus thermophilus ecc.). Il sieroinnesto viene prodotto a partire dal siero cotto della lavorazione del giorno precedente, prelevandolo da alcune caldaie dopo la fine della lavorazione, mettendolo in recipienti specifici e lasciandolo acidificare per h. Le funzioni del sieroinnesto sono le seguenti (Opuscolo C.R.P.A. 3.39): favorire l'attività della chimosina del caglio agendo sull'acidità del latte; attivare nella pasta del formaggio, già dalle prime ore, un'intensa fermentazione lattica in grado di contrastare lo sviluppo di batteri anticaseari; rendere disponibile una quota importante di enzimi utili per ottenere le specifiche proprietà strutturali e organolettiche del formaggio. Dopo l insemenzamento, con circa 25 l di sieroinnesto per caldaia, il latte viene portato alla temperatura di coagulazione (33 C) Aggiunta del caglio e coagulazione La coagulazione presamica è il processo sul quale si basa la produzione di formaggio; il fosfocaseinato di calcio (caseina micellare) è allo stato di sospensione colloidale (sol) e per azione dell enzima (caglio o presame) passa allo stato di gel (parafosfocaseinato), con liberazione del macroglicopeptide che resta in soluzione (fase primaria). Il gel assume via via una consistenza sempre maggiore perché le micelle si legano fra loro e si contraggono, espellendo il siero (fase secondaria di spurgo o sineresi). Compiuta la fase primaria e comparso il fiocco caseoso, si lascia che la fase secondaria proceda per il tempo necessario affinché il coagulo acquisisca la consistenza desiderata Rottura della cagliata, cottura ed estrazione Si procede al taglio della massa con strumento apposito detto spino, manuale o meccanico, riducendo i frammenti alle dimensioni di un chicco di riso. Durante la rottura della cagliata si comincia a scaldare gradatamente, sempre agitando la massa, in modo che in 15 minuti si passi dai 33 ai 54 C, con una sosta a 42 C per qualche minuto. La cottura ha lo scopo di disidratare il coagulo e di selezionare i batteri termofili che saranno fra i responsabili della maturazione del formaggio. Raggiunti i 54 C si chiude il vapore. Al termine della cottura la massa caseosa si deposita sul fondo della caldaia, aggregandosi. Complessivamente il tempo in caldaia è di circa 2 h. Dopo circa 30 minuti di giacenza in riposo nel doppiofondo si estrae la massa caseosa con un telo di lino e cotone. L'operazione viene agevolata dall'impiego di sollevatori mobili ( caprette ) o da sistemi più complessi e moderni a guidovia (figura 1.3); questi ultimi consentono anche un agevole trasporto delle masse alla sala spersori. Da una caldaia si ottengono 2 forme gemelle del peso di circa 35 kg cadauna, per una resa casearia sul fresco intorno al 6,4% Messa in fascera e asciugatura La massa caseosa ancora avvolta dal telo viene trasferita nella sala dei tavoli spersori ( figura 1.4), dove viene applicata la fascera di alluminio o legno. Viene avvolto lo scalzo (parete verticale della forma) mentre il piatto viene pressato con pesi, in modo da agevolare l'espulsione del siero dalla pasta. Alcune ore dopo si 1. CENNI INTRODUTTIVI SULLA TECNICA DI LAVORAZIONE DEL PARMIGIANO REGGIANO 9

10 toglie la tela e si inserisce fra massa del formaggio e fascera una speciale matrice che, premendo sulla crosta in formazione, incide su tutto lo scalzo i dati anagrafici e di origine della forma. La forma, frequentemente rivoltata sull'una e sull'altra faccia, viene lasciata in fascera per farle assumere, in modo definitivo e senza più pericolo di deformazioni, il suo aspetto caratteristico: facce piatte parallele e scalzo leggermente convesso. L'asciugatura avviene sempre in fascera, ma senza i pesi, alla temperatura di C. Il tempo complessivo di permanenza delle forme in fascera è mediamente di 2-2,5 d Salatura L apporto di sale al formaggio serve per proteggere la parte superficiale della forma dai microrganismi dannosi, per facilitare l espulsione del siero e per dare il gusto al formaggio. Le forme sono immerse in una salamoia forte, all'interno di grandi vasche di calcestruzzo rivestite di resina alimentare o acciao inox. Le vasche sono sostanzialmente di due tipi: quelle tradizionali dove le forme galleggiano (figura 1.5) e quelle più moderne a immersione, dove le forme sono disposte ordinatamente all'interno di cestelli d'acciaio e immerse nella salamoia (figura 1.6). La salamoia è una soluzione satura di cloruro di sodio (NaCl) a C. Durante questa fase si comincia a formare la crosta che preserva il formaggio da inquinamento microbico e rallenta gli scambi con l esterno. La fase di salatura (aggiunta del sale al prodotto) dura da un minimo di 16 a un massimo di 25 d. La diffusione del sale negli strati più interni (salagione) si avrà soprattutto nella successiva fase di maturazione, a partire dal sale assorbito dagli strati esterni della forma. Una innovazione risalente agli anni '90 è stata l'introduzione del locale di stufatura (camera calda), per permettere l'asciugatura delle forme uscite dal salatoio, prima del loro ingresso nel magazzino di stagionatura Stagionatura La stagionatura del P-R avviene in locali climatizzati (cascine o magazzini), a temperature variabili dai 16 ai 20 C in estate e dai 13 ai 19 C in inverno. Nel magazzino le forme sono poste su tavole di legno sostenute da specifiche strutture d'acciaio alte fino a 9-10 m, dette scalere (figura 1.7); queste devono essere saldamente ancorate al suolo, collegate fra loro e agganciate alle strutture portanti del fabbricato. Le scalere possono avere fino a 22 piani di tavole e possono quindi ospitare, per ogni metro di lunghezza, fino a 88 forme per le scalere doppie e fino a 44 forme per le scalere singole (quelle poste contro le pareti laterali del magazzino). Durante la sosta in cascina vengono eseguiti con regolarità rivoltamenti e puliture delle forme e pulizia delle tavole; oggi queste operazioni vengono svolte da specifiche macchine dotate di una o più pinze, che si muovono automaticamente lungo le corsie di servizio, con possibilità di trattare fino a 4 forme contemporaneamente. Il trattamento manuale può essere ancora presente nei piccoli caseifici o per i primi giorni di permanenza (forme fresche). Il formaggio viene venduto dopo mesi, fino anche a 36 mesi. Durante questa fase si hanno fenomeni proteolitici complessi dovuti principalmente agli enzimi dei microrganismi. Inoltre, si hanno lipolisi e perdita ulteriore di acqua con formazione della crosta compatta. Al termine della stagionatura la forma pesa circa 30 kg, per una resa casearia sullo stagionato intorno al 5,5%. 1. CENNI INTRODUTTIVI SULLA TECNICA DI LAVORAZIONE DEL PARMIGIANO REGGIANO 10

11 2. INNOVAZIONE TECNOLOGICA DEI CASEIFICI Nel 1988 si tenne un Convegno indetto dal Consorzio fra Produttori e Cooperative Agricole (CPCA, oggi Progeo) dal titolo Importanza della struttura del caseificio nella produzione del formaggio Parmigiano Reggiano. Fra gli interventi, vi fu la relazione dell'ing. Tonino Rivieri: Elementi per un progetto del Caseificio di domani, dalla quale si traggono le considerazioni seguenti. Si era all inizio dell'applicazione di uno studio su miglioramenti e adeguamenti delle strutture, delle attrezzature e degli impianti nei caseifici, che allora utilizzavano ancora sistemi tradizionali. I doppifondi venivano ribaltati per i lavaggi, i salatoi erano in un seminterrato, serviti da scale percorse dagli operatori con le forme in spalla, c erano scalini dappertutto e percorsi incrociati. Il condizionamento era pressoché inesistente e il siero era utilizzato soltanto per l'alimentazione dei suini. Nello studio si introdussero la linearità dei percorsi tutto avanti e le pavimentazioni lavabili ad un unico piano e si ipotizzo un caseificio di potenzialità massima di t/anno (cioè una cucina con doppifondi). Queste proposte furono molto contestate e ritenute irraggiungibili! Altre importanti proposte furono le seguenti: il trasporto del latte in autocisterna e non in bidoni; la sosta del latte in vasche da 550 kg, con spessore latte non superiore a 6 8 cm, mentre oggi arriviamo a valori molto più elevati (anche 26 cm) con ottimi risultati; l introduzione del freddo nel latte in arrivo e nell affioramento (con lunghe e pesanti contestazioni); il condizionamento in vari locali e la ventilazione in cucina; i doppifondi fissi non ribaltabili; il sollevamento della cagliata con guidovie; l'asciugatoio diviso in due locali, uno per il 1 giorno e l'altro per 2 e 3 giorno; i tavoli spersori mobili; il salatoio a immersione con cestelli (accettato ufficialmente dagli organi di controllo solo dopo parecchi anni); la camera calda, mentre allora si utilizzava il cortile per stufare le forme; il magazzino di stagionatura con impianti di condizionamento e scalere fino a piani; le protezioni contro gli insetti su tutte le aperture verso l esterno; il recupero delle acque di lavaggio; l uso di un depuratore anaerobico aziendale vero e proprio al posto di semplici fosse tipo Imhoff. Si propose la costruzione di un caseificio pilota che permettesse la verifica di tutte queste modifiche, salvaguardando sempre la tradizione e la qualità del prodotto. Non si fece il caseificio pilota, ma da lì partì l innovazione nella lavorazione del formaggio grana, sia P-R che Padano e Trentino. Nelle figure 2.1 e 2.2 si riportano le piante di progetto di due caseifici a diversa potenzialità produttiva e a differente impostazione organizzativa. Il caseificio tipo 1 ha una cucina con 18 doppifondi e una capacità lavorativa di circa t/anno; affioramento e cucina sono nella stessa sala, secondo uno schema di tipo tradizionale. Il caseificio tipo 2, invece, prevede 52 doppifondi, con una capacità lavorativa di circa t/anno, e la sala cottura è separata dalla sala latte, per ovvi motivi energetici (nella prima si scalda, mentre nella seconda si deve raffreddare); 2. INNOVAZIONE TECNOLOGICA DEI CASEIFICI 11

12 questo caseificio è stato oggetto di successivi ampliamenti, che ne hanno modificato il layout originario. Come si vedrà anche più avanti, nella disamina dei risultati dell'indagine campionaria, il siero è utilizzato sempre meno per l'alimentazione dei suini (mentre fino a 20 anni fa era la regola), perché ci sono oggi sbocchi commerciali più remunerativi. L affioramento avviene in vasche di grande capienza e sono stati introdotti il mixer e la spillatura automatica, con controllo mediante centraline elettroniche. Il trasferimento del latte nei doppifondi è stato automatizzato, con sistemi a elefantino o con l'impiego di elettrovalvole. Le guidovie per il sollevamento della cagliata sono diventate obbligatorie e la ventilazione degli ambienti è migliorata; l asciugatura è stata meccanizzata, mentre per la salatura multipla sono state proposte diverse soluzioni, fra le quali il sistema a immersione con le forme caricate in appositi cestelli. Tuttavia, l adeguamento dei caseifici alle più moderne tecnologie, sempre nella salvaguardia della tipicità del prodotto, non è ancora completato e presenta grandi discontinuità nel comprensorio. La tecnologia evolve in fretta, ma ci sono ancora molti interventi da fare; ad esempio, esistono ancora molti sprechi di energia e perdite di efficienza della manodopera e degli impianti. Nel paragrafo 4.2 relativo alle azioni per l'efficienza energetica si illustreranno molte innovazioni tecnologiche attuate e attuabili nei caseifici del P-R. 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 3.1. Premessa Il processo di ristrutturazione del sistema dei caseifici nel Comprensorio del P-R si è tradotto in una continua riduzione del numero delle latterie e nell'aumento della loro dimensione (Montanari e De Roest, 2013). Il numero di caseifici è passato dalle 733 unità del 1993 alle 373 del 2013, con una riduzione del 50% in un lasso di tempo di soli 20 anni. Nel 2013 risultano in attività 247 caseifici cooperativi, 57 caseifici artigianali e 69 caseifici aziendali. Solo questi ultimi sono aumentati del 50% rispetto al 1993, mentre le altre due categorie hanno subito notevoli perdite (-60% per quelli cooperativi e -38% per quelli artigianali). Il 70% dei caseifici è collocato in zona di pianura; i caseifici di montagna sono per quasi il 90% del tipo cooperativo. Passando alla capacità produttiva, si può dire che in media i caseifici lavorano annualmente circa t di latte, con un aumento rispetto al 1993 del 155%. Al di sopra del valore medio si collocano i caseifici cooperativi (5.100 t/anno) e quelli artigianali (5.900 t/anno). La capacità produttiva media è maggiore nei caseifici di pianura (5.100 t/anno). In totale, il latte conferito ai caseifici nel 2013 ammonta a circa t, con un incremento del 30% rispetto al La distribuzione della produzione per provincia vede primeggiare Parma e Reggio Emilia, rispettivamente con il 36,4 e il 31,8%, seguite da Modena con poco meno del 20%. 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 12

13 La produzione provinciale mostra alcune interessanti peculiarità. Le iniziative di tipo privato hanno trovato terreno più fertile nella provincia di Parma, che detiene il 63% del latte totale conferito nel 2013 alle latterie aziendali e artigianali; in questa provincia, infatti, si concentrano ben 70 dei 126 caseifici privati. Abbastanza consistente è anche la percentuale per la provincia di Reggio Emilia (24%), mentre nelle altre 3 provincie del Comprensorio il latte conferito ai caseifici privati è di entità modesta. Per i caseifici cooperativi è la provincia di Reggio che si pone in vetta alla graduatoria, con il 34,6% del totale latte conferito a questo tipo di latterie; seguono Parma con il 26,4%, Modena con il 23,4% e Mantova con il 13,6%. Relativamente al formaggio prodotto, nel 2014 l'intero Comprensorio ha visto una produzione totale di forme, con un incremento del 7% rispetto all'annata 2004 e una leggera flessione rispetto all'annata 2012 (-0,3%). Questa produzione è distribuita per il 35,8% nella provincia di Parma, per il 31,4% in quella di Reggio e per il 19,4% in quella di Modena. La produzione media per caseificio si attesta, sempre nel 2014, su poco più di forme, con valori medi provinciali di circa forme per Mantova, forme per Reggio, forme per Modena, forme per Bologna e forme per Parma I caseifici dell'area del sisma L'area geografica di riferimento del progetto è quella riportata nell'elenco comuni colpiti dal sisma del 20 e 29 maggio 2012, individuati nell allegato A alla delibera RER n. 493 del 22 aprile 2013, Approvazione 3 Programma operativo e relativo avviso pubblico a valere sulla Misura 126 "Ripristino potenziale produttivo agricolo danneggiato da calamità naturali" per interventi a favore delle imprese danneggiate dagli eventi sismici del 20 e 29 maggio 2012 n. 59. La zona interessata dal terremoto è particolarmente coinvolta nelle principali produzioni di qualità, DOP e IGP, che caratterizzano l intero sistema agro-alimentare della regione, tra le quali il P-R e il prosciutto di Parma. In Emilia-Romagna sono state censite aziende con allevamenti. In area sisma ne sono localizzate 1.707, pari al 13,5% del totale. La maggior parte di queste sono posizionate in provincia di RE (42%) e MO (34%), seguono BO con l 11% e FE con il 12%. Rispetto al numero totale di aziende con allevamenti, nell area del sisma sono posizionati il 34% degli allevamenti della provincia di RE, il 27% di quelli di Modena, il 13% per Bologna e il 49% per Ferrara. Nelle zone colpite dal terremoto è localizzato il 13 % degli allevamenti bovini dell intera regione e il 16% delle aziende con vacche da latte. Le aziende con vacche da latte ricadenti nel comprensorio del P-R e site all'interno della zona sisma regionale sono circa 660 e allevano circa vacche. I caseifici da P-R ricadenti nell'area del sisma sono 71 (tabella 3.1), pari al 18,5% del totale dei caseifici del comprensorio (compresa Mantova); in questi caseifici viene lavorato poco più di un quarto del totale del latte destinato a P-R (il 28,6% di quello trasformato nella zona emiliana del comprensorio). La suddivisione provinciale vede 48 caseifici a Reggio Emilia, 22 a Modena e uno solo a Bologna Il questionario Caseifici Le fasi 1 e 2 dell'azione 2 del progetto hanno previsto un indagine conoscitiva su un campione rappresentativo di caseifici dell'area del sisma, finalizzata al rilievo delle principali caratteristiche organizzative e tecnologiche degli stabilimenti e dei consumi energetici e idrici. 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 13

14 La prima tappa è stata quella della messa a punto di un questionario (checklist), che fosse al tempo stesso sufficientemente esaustivo circa i temi da indagare e non troppo oneroso in termini di tempo necessario per la raccolta dei dati. La modalità scelta per il rilevamento è stata quella della compilazione da parte di personale addestrato, con sopralluogo presso ogni caseificio coinvolto; per questo la checklist ha potuto prevedere un numero consistente di quesiti, al fine di caratterizzare meglio l'assetto produttivo delle latterie dell'area del sisma. La prima versione del questionario è stata testata presso 3 caseifici (i 3 caseifici inizialmente identificati come caseifici pilota del progetto), allo scopo di ottenere indicazioni utili per la stesura della versione finale (consigli da parte dei casari, rilievo di errori, eliminazione di parti non necessarie), ma anche per formare gli operatori coinvolti nella raccolta dati. Il questionario finale (Allegato I) è suddiviso in 15 sezioni identificate da una lettera dell'alfabeto; più sezioni insieme costituiscono una macroarea, in modo che alla fine si hanno 4 macroaree, ciascuna con uno specifico tema. Macroarea 1: è costituita dalle prime due sezioni (A e B) e riguarda i dati anagrafici della latteria, la tipologia (sociale, artigianale, aziendale), il numero di conferenti e il latte conferito, il personale (casaro e garzoni), informazioni aggiuntive relative all'eventuale allevamento suinicolo annesso e le modalità di raccolta del latte. Macroarea 2: è costituita dalle sezioni da C a L ed è la parte più ampia della checklist, in quanto si dedica alla definizione delle caratteristiche tecniche e impiantistiche del caseificio, suddividendo i quesiti in base al processo produttivo. Si parte dalla sosta e affioramento (C) e si arriva al magazzino di stagionatura (G), passando attraverso la cottura (D), la messa in fascera (E) e la salagione (F). Inoltre, sezioni specifiche sono dedicate al condizionamento degli ambienti di lavoro (H) e all'elenco delle eventuali altre produzioni del caseificio. Macroarea 3: è costituita dalle 3 sezioni più importanti per gli scopi del progetto, cioè quelle che puntano alla definizione dei consumi energetici (M) e idrici (O), oltreché delle energie rinnovabili e degli interventi per l'efficienza energetica (N). Macroarea 4: è costituita dalle ultime 3 sezioni che si occupano dei reflui caseari (P), dei sottoprodotti del caseificio (R) e dei rifiuti (S). La raccolta dei dati ha richiesto un impegno maggiore di quanto era stato preventivato, anche perché non sempre i caseifici si sono resi disponibili a collaborare; inoltre, si è reso necessario un lavoro preliminare di richiesta ai caseifici coinvolti di recuperare dati e documenti relativi ai consumi energetici e idrici (bollette e fatture). Sulla base dell'elenco generale dei caseifici dell'area del sisma sono state selezionate 39 latterie (tabella 3.2); la scelta è stata fatta sulla base di alcuni criteri principali, fra i quali la dimensione e la localizzazione. L'elenco iniziale è stato poi rivisto in corso d'opera, al fine di sostituire i caseifici che non hanno aderito all'iniziativa o che, per altri motivi, non hanno potuto collaborare. Alla fine, soltanto 35 caseifici hanno aderito alla proposta (uno in meno di quelli previsti in sede di progetto) e per questi sono state compilate le 35 checklist Risultati dell'indagine campionaria Dati generali I 35 caseifici interessati dall indagine sono collocati nelle province di Reggio Emilia, Modena e Bologna (tabella 3.3), tutti in comuni di pianura. 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 14

15 Il comune più interessato dall'indagine è quello di Reggio Emilia (con 11 caseifici), seguito da Campegine (5) e Castelfranco Emilia (3). Per quanto riguarda la tipologia di caseificio, prevalgono nettamente i caseifici sociali (tabella 3.4). Il numero di aziende conferenti per singola latteria è molto variabile, anche in dipendenza dalla dimensione del caseificio. Nel grafico del tipo a dispersione di figura 3.1 viene mostrata la relazione fra il numero di conferenti e la potenzialità produttiva del caseificio; il coefficiente di determinazione (R 2) della regressione lineare non risulta molto alto, a significare una scarsa relazione fra le due variabili. Si può notare come quasi il 40% dei caseifici raccolga il latte da meno di 10 conferenti e un altro 40% abbia da 10 a 20 conferenti. La capacità produttiva media del campione di caseifici risulta maggiore rispetto alla media generale di tutti i caseifici del comprensorio del P-R (9.600 contro t/anno); il grafico di figura 3.2 mostra infatti come la classe di capacità produttiva più rilevante sia quella da a t/anno. Lo spaccio per la vendita diretta del formaggio e di eventuali altri prodotti è presente nella maggioranza dei caseifici (30 su 35), mentre nettamente minoritario è il numero di caseifici che hanno un allevamento suinicolo annesso per lo sfruttamento del siero (appena 3 latterie gestiscono direttamente l'allevamento di proprietà, mentre altre 3 hanno l'allevamento ma lo danno in gestione a terzi). La motivazione di ciò risiede nel fatto che negli ultimi anni il siero ha avuto sbocchi commerciali molto interessanti e più remunerativi in settori alternativi, quali quelli delle preparazioni alimentari umane, della farmaceutica e della cosmesi. Per quanto riguarda il personale addetto, un primo aspetto che è stato indagato è l'anzianità lavorativa del casaro, che rappresenta un indice dell'esperienza professionale: il casaro medio ha 20 anni d'attività, con valori massimi di 40 anni e valori minimi di 1-2 anni. Il numero dei garzoni è solo parzialmente legato alla dimensione del caseificio, come si può vedere nel grafico di figura 3.3; è evidente una certa dispersione dei dati nell'intervallo fra 7 e 10 garzoni e il numero massimo di garzoni corrisponde a un valore di latte conferito decisamente più alto rispetto all'andamento della linea di regressione. Lo stesso coefficiente R 2, pur essendo abbastanza alto, non dimostra appieno la relazione fra le due variabili. In effetti, la produttività del lavoro, calcolata come quantità di latte lavorato all'anno per garzone, è molto variabile, andando da minimi di 350 a massimi di oltre t. Quasi l'80% dei caseifici ha però una produttività del lavoro compresa fra 750 e t/anno per garzone (figura 3.4). Poco più della metà dei caseifici produce anche altri derivati del latte, oltre al re dei formaggi. Il prodotto più gettonato è la ricotta, presente nel 44% delle latterie; seguono, in ordine di importanza, la panna cotta, le caciotte, lo yogurt, il tosone e infine il burro (solo in 2 caseifici su 36) Assetto strutturale e impiantistico dei caseifici Il questionario ha permesso di approfondire gli aspetti tecnici legati alle modalità di lavorazione del latte, con particolare riferimento alla suddivisione in aree produttive e alle tipologie di impianti utilizzati. Di seguito si riportano i dati più significativi, seguendo l'ordine di lavorazione. Sosta e affioramento Circa la tipologia di vasche di affioramento, il 54% dei caseifici del campione è dotato di vasche tradizionali a sponde semplici, mentre in un altro 37% sono presenti vasche del tipo a intercapedine per il ricircolo dell'acqua fredda. Solo 3 caseifici sono dotati dei più moderni sistemi di affioramento a disco mono/multi piano (figura 3.5). La capienza delle vasche, stranamente, non mostra una correlazione elevata con il latte lavorato, come si evince dal grafico a dispersione di figura 3.6; il coefficiente R2, infatti, non supera il valore di 0,7 e risulta evidente, osservando il diagramma, come ci siano caseifici che si allontanano in modo consistente dalla linea 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 15

16 di regressione. Con ogni probabilità, essendo questo un dato richiesto al casaro e non misurato, c'è stata una qualche imprecisione nell'indicazione della capienza totale. La modalità di spillatura del latte è manuale nell'85% dei casi e soltanto in 5 latterie si utilizza la spillatura automatica o semi-automatica. Anche per il lavaggio delle vasche prevale nettamente il tipo manuale. Infine, è stato verificato se la sala di affioramento è separata dalla sala cottura, perché questa è un'innovazione più recente che sposa il tema dell'efficienza energetica; infatti, nella zona affioramento si deve fare freddo (raffreddamento del latte nelle bacinelle), mentre nella zona cottura si produce inevitabilmente caldo durante la lavorazione e le due cose sono in contrasto dal punto di vista energetico. Soltanto il 23% delle latterie ha la sala affioramento separata da quella di cottura. Cottura Il locale di cottura, detto cucina, è il cuore del caseificio (figura 3.7); in esso avviene la trasformazione fisica del latte in massa caseosa, dalla quale deriverà poi il formaggio. Le caldaie di lavorazione sono disposte in file e sono presenti in numero proporzionale alla quantità di latte lavorato; la potenzialità del caseificio, in effetti, può essere espressa in quantità di latte lavorato o in numero di doppifondi, anche se quest'ultimo valore può non essere preciso, perché non sempre tutte le caldaie vengono utilizzate e, al contrario, alcune caldaie possono essere utilizzate due volte consecutive nella stessa giornata (doppia lavorazione o ricottura). Nel 60% dei caseifici i doppifondi sono utilizzati per una quota maggiore del 90%, cioè sostanzialmente a pieno regime, ma nel 30% dei casi tale quota è compresa fra il 70 e il 90% e per il rimanente 10% l'utilizzo è inferiore al 70% della potenzialità presente. Da notare che per effetto della ricottura, ammessa dal disciplinare per una quota di caldaie non superiore al 15%, il numero di doppifondi utilizzati può essere anche superiore a quelli presenti. La ricottura viene praticata dal 23% dei caseifici del campione. Per questo motivo sono stati indicati sia il numero di caldaie presenti, sia quello delle caldaie mediamente utilizzate nell'arco dell'anno. Ovviamente, esiste anche una variabilità stagionale, in quanto nel periodo estivo, per effetto dello stress termico a cui sono sottoposte le vacche, la produzione di latte delle stalle tende a calare. In media, i caseifici del campione hanno 27 caldaie e ne utilizzano 25; la variabilità è ovviamente molto elevata, avendo già visto com'è variabile la quantità di latte conferito. Per le caldaie presenti si va da un minimo di 5 a un massimo di 93. Un'ulteriore questione che complica le cose è che circa il 50% delle latterie utilizza latte di riporto, ovvero latte del mattino conservato a temperatura non inferiore a 10 C da utilizzarsi nella lavorazione del giorno dopo. Secondo il disciplinare del P-R tale latte non può superare il 15% del latte del mattino. Nel grafico di figura 3.8 viene illustrata la relazione fra numero di caldaie utilizzate e quantità di latte conferito; tale relazione è molto forte, come ci si poteva aspettare, con un R 2 prossimo a 1. Il diagramma evidenzia come quasi il 70% dei caseifici utilizzi un numero di caldaie uguale o inferiore a 25. Interessante notare come il valore medio del latte lavorato all'anno in un doppiofondo sia uguale a 376 t, cioè inferiore al dato normalmente utilizzato come riferimento per il calcolo di massima della capacità produttiva della latteria (400 t/anno). I contenitori per la preparazione e conservazione del sieroinnesto sono per lo più costituiti da fermentiere di acciaio inox; si tratta di serbatoi cilindrici a doppia parete, con raffreddamento ad acqua, della capacità di l, spesso dotati di termo-programmatore elettronico. In effetti, nel 90% dei caseifici il siero viene raffreddato dopo il suo travaso nei contenitori. La capacità totale media di questi contenitori si aggira sui l, con punta massima di l nel caseificio più grande. Se si rapporta la capacità delle fermentiere con la quantità giornaliera di latte lavorato si ottiene un valore medio di 55 l/t, con variabilità compresa fra 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 16

17 20 e 150 l/t. La spinatura è prevalentemente manuale (62% dei casi), ma una quota non secondaria delle latterie pratica la spinatura manuale e automatica. Per il sollevamento della massa caseosa si utilizza la capretta in più della metà dei caseifici, mentre l'impianto a guidovia è presente solo nel 14% dei casi; ancora un 31% di caseifici solleva la massa in modo manuale. Il valore medio della temperatura finale di cottura è risultato pari a 55 C; siccome l'unità di misura della temperatura tradizionalmente utilizzata in ambito caseario è il grado Réaumur, il valore equivalente è pari a 44 Ré. L'ultima domanda relativa alla fase di cottura riguardava il recupero della condensa derivante dal vapore surriscaldato: solo il 26% delle latterie ha un impianto per recuperare questo calore e sfruttarlo per aumentare l'efficienza delle caldaie di produzione del vapore stesso. Messa in fascera e asciugatura Il locale specifico per l'asciugatura delle forme è presente nella quasi totalità dei caseifici del campione (33 su 35 casi). I tavoli spersori sono sempre del tipo tradizionale, con telaio in profilati d'acciaio e superficie realizzata per lo più in acciaio inox, legno o plastica. Soltanto in un caseificio è presente un moderno impianto a nastri multipiano automatici in locale isolato (figura 3.9), per il 2 e il 3 giorno di permanenza; da qui le forme escono in modo automatico e si ritrovano sulle pedane a rulli del salatoio, da dove vengono prelevate per essere inserite nei cestelli delle vasche di salagione. Il tempo medio di permanenza in questa fase è pari a 56 h, con minimo di 24 e massimo di 72 h; i tempi più frequenti sono 72 h (36%) e 48 h (26%). Salatura Innanzitutto è stato rilevato il tipo di salatoio: da questo punto di vista la situazione è alquanto eterogenea, con sistemi molto diversi, figli di epoche diverse. Le soluzioni tradizionali a galleggiamento, che prevedono vasche di calcestruzzo rivestito o vasche di vetroresina, sono ancora l'unica soluzione nel 37% dei caseifici, mentre le più moderne soluzioni a immersione con cestelli di diversa capienza sono maggioritarie (oltre il 50% dei casi). La quota rimanente è data dalle latterie che sono dotate sia di salatoi tradizionali, sia di salatoi a immersione. Il grafico di figura 3.10 illustra la relazione fra capienza del salatoio e latte conferito; il coefficiente R 2 risulta piuttosto alto (di poco inferiore a 0,9), benché sia evidente una certa dispersione nell'intervallo fra e forme di capienza. Si evidenziano due blocchi principali: il primo, con il 60% dei casi, per capienze del salatoio fino a forme, il secondo, con il 31% dei casi, per capienze da a forme. La capienza media del salatoio è pari a circa forme, con un valore massimo di quasi forme per il caseificio nettamente più grande fra quelli analizzati (quasi t/anno di latte lavorato). In media, per ogni tonnellata di latte conferito all'anno, sono presenti 0,13 posti in salatoio, con valori minimi di poco inferiori a 0,1 e valori massimi superiori a 0,3. Questo dato, ovviamente, è anche influenzato dal tempo di permanenza in salatoio, che per il campione in esame risulta mediamente pari a 19,2 d, con forbice fra i 15 e i 25 d. Nella metà dei caseifici è presente una specifica vasca di preparazione e trattamento della salamoia. Infine, oltre l'80% dei caseifici è dotato di camera calda per la sosta delle forme prima del trasferimento nel magazzino. 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 17

18 Magazzino La capienza del magazzino varia da un minimo di a un massimo di forme, per un valore medio di forme. Il grafico di figura 3.11 mostra la relazione fra la capienza della cascina e la potenzialità produttiva (latte conferito): lo R2 è pari a 0,87 e quindi spiega la relazione in modo abbastanza convincente, benché non in modo perfetto. D'altronde, in questa relazione entra in modo significativo anche il tempo di permanenza nel magazzino, allo stesso modo di come si è visto per il salatoio. In media le forme permangono 11,7 mesi nel magazzino del caseificio, ma ci sono latterie che superano appena i 2 mesi e altre che arrivano a 2 anni. Ovviamente, la restante parte della stagionatura viene fatta in altri magazzini, che possono essere di proprietà dello stesso caseificio, ma collocati in altro sito (e quindi non rilevati dal questionario), oppure possono essere di proprietà altrui (stagionatura in conto terzi). E' interessante notare come oltre il 60% dei caseifici sia compreso nel gruppo con capienza fino a forme. Sono state analizzate le modalità di svolgimento delle operazioni più importanti che si effettuano nel magazzino: il rivoltamento e la pulitura delle forme e la pulitura delle tavole delle scalere. In un solo caso le operazioni sono svolte in modo manuale e ciò è giustificato dal periodo di permanenza talmente ridotto (2 mesi) da non rendere economica l'adozione di un robot. In tutti gli altri casi si adottano macchine rivoltatricipulitrici automatiche di diversa tipologia. Tutte le macchine svolgono le 3 operazioni sopra ricordate, ma si differenziano per il numero di forme che sono in grado di trattare contemporaneamente, per la presenza di più pinze: nella maggior parte dei casi una sola forma per volta (80%), ma anche 2 forme (12%) o 4 forme (8%). Il numero di macchine presenti varia in base alla dimensione del magazzino e al tipo di robot; nel caso di macchine multi-pinza, infatti, è in genere presente una sola macchina, perché la capacità di lavoro è molto maggiore. La frequenza delle operazioni di rivoltamento delle forme varia da caseificio a caseificio: in media si tratta di un intervallo di 7 d per il primo periodo di stagionatura (fino ai 6-12 mesi) e di circa 16 d per il secondo periodo. Altra macchina che è molto diffusa nei magazzini (74% dei casi) è la scalonatrice/descalonatrice, comunemente nota come carica/scarica forme. La macchina permette il caricamento automatico delle forme sulle diverse tavole delle scalere e il loro prelevamento a fine periodo (figura 3.12). Una questione importante, inerente l'evento sismico al quale questo progetto fa riferimento, è proprio la presenza di scalere antisismiche nel magazzino. I danni più eclatanti subiti dai caseifici con il terremoto del 2012, infatti, sono derivati proprio dal crollo delle scalere piene di forme di formaggio, con effetto domino che ha comportato, in taluni casi, la caduta a terra della maggioranza delle forme in stagionatura ( figura 3.13). In questo caso, ai danni ingenti derivanti dal crollo di parti murarie e di attrezzature, si è aggiunto il danno della rottura delle forme, con gravi perdite economiche. Nel 2014, cioè due anni dopo il sisma, meno della metà delle latterie ha scalere antisismiche nei propri magazzini. Ovviamente, ne sono dotati tutti i caseifici che hanno subito danni a queste importanti strutture e che quindi sono stati costretti ad installare scalere nuove Il condizionamento dei locali Una parte specifica della checklist ha riguardato l'eventuale condizionamento dei locali di lavorazione e del magazzino, con richiesta dei parametri microclimatici medi di riferimento. Il grafico a barre della figura 3.14 riassume, per le principali aree del caseificio, la presenza di un impianto di 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 18

19 controllo/condizionamento automatico della temperatura e dell'umidità relativa dell'ambiente. In tutti i caseifici il magazzino è dotato di impianto di condizionamento; anche nella sala spersori il condizionamento è molto diffuso (88% dei casi), mentre su percentuali un po' più basse si collocano il salatoio (69%) e la sala affioramento (60%). In quest'ultima la temperatura media impostata è pari a 18 C, con variabilità compresa fra 15 e 22 C. Situazione non molto diversa per la sala spersori, con 18,5 C di media e range compreso fra 15 e 22 C. Nel salatoio la temperatura media impostata è un po' più bassa (16,7 C), con minimo di 14 e massimo di 19 C. Infine il magazzino, dove si hanno dati diversificati in base alla stagione; la media invernale prevede una temperatura dell'ambiente di 16,5 C (da 13 a 20 C), mentre in estate lo stesso valore sale a 18 C (da 16 a 20 C). Nel caso del magazzino, si conosce anche il tasso di umidità relativa impostato sulle centraline di controllo: 80% in media, con variazione da 75 a 85% I consumi energetici Per la macroarea 3 del questionario, relativa all'assetto energetico dei caseifici, si è innanzitutto provveduto a richiedere i consumi totali annui di energia elettrica, energia termica e acqua. La modalità è stata quella di richiedere, prima del sopralluogo del tecnico, la predisposizione della documentazione relativa, che è per lo più rappresentata da bollette e fatture inoltrate dai diversi gestori dell'energia e dell'acqua nell'arco dell'annata. Questo materiale è stato poi elaborato al fine di ricavare le informazioni basilari, che sono soprattutto i valori di consumo totale. Consumi elettrici Quasi il 40% dei caseifici ha un contratto di fornitura dell'energia elettrica con ENEL, mentre il secondo gestore dell'energia in ordine di importanza (Power Energia) fornisce poco più del 10% delle latterie. Altri gestori sono presenti, ma nessuno con più di 3 caseifici. La potenza contrattuale della fornitura elettrica è molto variabile e non trova una piena correlazione con la potenzialità produttiva del caseificio. Ciò è illustrato nel grafico della figura 3.15, dove la linea di regressione fra potenza e latte conferito mostra un R 2 di poco superiore a 0,7. Il valore medio unitario della potenza di contratto è pari a 14,16 W/t anno di latte, ma la forbice è molto ampia, da un minimo di 6 a un massimo di 36 W/t anno. Bisogna però dire che il 70% dei caseifici ha una potenza compresa fra 10 e 20 W/t anno. Se si parametra la potenza contrattuale al numero di doppifondi utilizzati si ottiene un valore medio di 5,31 kw/doppiofondo, con valori minimi di circa 2,5 e valori massimi di oltre 14 kw. Si deve chiarire che i consumi energetici sono riferiti a un campione di 29 casi, in quanto 6 caseifici non hanno fornito le informazioni richieste su questo aspetto. I consumi di energia elettrica correlati al latte conferito restituiscono il grafico di figura 3.16; il coefficiente di determinazione (0,72) non è molto diverso da quello citato in precedenza, a conferma di un legame non molto stretto fra potenzialità produttiva del caseificio e consumi elettrici totali. Una conferma di quanto detto la si può avere osservando i tre punti del grafico indicati dalle frecce, posti più o meno sulla linea orizzontale delle t/anno di latte conferito; a queste 3 latterie, della stessa capacità produttiva, corrispondono consumi totali molto diversi: consumo basso a sinistra (circa 300 MWh/anno), consumo alto a destra (circa MWh/anno) e consumo nella media al centro (800 MWh/anno). La media dei consumi, appunto, è pari a 41,4 kwh/t di latte, con variabilità da 15 a 93 kwh/t. Il consumo medio annuo di energia elettrica per singola caldaia di cottura è pari a 15,5 MWh, con ampia variabilità (da 6 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 19

20 a 37), benché quasi il 60% dei caseifici abbia un consumo compreso fra 10 e 16 MWh/caldaia. Per stimare il consumo elettrico per formaggio stagionato si è prima di tutto calcolato il peso totale di formaggio prodotto in un anno, considerando una resa casearia del 5,5% (riferita al prodotto stagionato); quindi, i consumi elettrici sono stati rapportati alla massa totale di formaggio. Risulta un valore medio di 753 kwh/t, con variabilità compresa fra 275 e kwh/t. Il questionario prevedeva anche la raccolta dei consumi di energia reattiva, ma questo dato è stato fornito da soli 6 caseifici; non è quindi stato possibile fare un'elaborazione attendibile e approfondita di questo aspetto. Comunque, il costo imputabile all'energia reattiva è risultato in media pari all'1,37% del costo dell'energia attiva, con valore minimo dello 0,1% e valore massimo del 3% circa. Consumi termici Il combustibile più utilizzato nei caseifici è il metano, spesso come unica fonte energetica termica; in seconda posizione si colloca il gasolio, seguito da olio combustibile fluido 3/5 e gas liquido (gpl). Il grafico di figura 3.17 mostra il numero di caseifici che utilizza le diverse fonti di energia termica; da notare che la sommatoria dei casi supera abbondantemente il numero dei caseifici del campione, perché 10 caseifici utilizzano 2 fonti energetiche diverse. Il metano è utilizzato nel 77% delle latterie ed è l'unica fonte termica in ben 21 caseifici. Il gasolio è impiegato in 9 latterie (26% del totale), ma in 5 casi è abbinato a un'altra fonte energetica (metano o gpl), benché il suo apporto in termini di energia sia prioritario. L'olio combustibile è quasi sempre utilizzato in abbinamento con un'altra fonte e il suo consumo prevalente è per la produzione di vapore surriscaldato. I consumi energetici termici sono riferiti a un campione di 29 casi, in quanto 6 caseifici non hanno fornito le informazioni richieste su questo aspetto. La presenza di fonti termiche diverse e il fatto che alcuni caseifici utilizzino 2 fonti differenti rendono poco interessante la valutazione dei consumi medi unitari dei combustibili. Risulta invece possibile la stima del consumo energetico termico totale, mediante la trasformazione dei volumi di combustibili in energia; per fare ciò è stato attribuito a ogni fonte energetica il rispettivo potere calorifico inferiore (pci), come di seguito indicato: pci metano = 31,65 MJ/Nm3 = 30 MJ/Sm3 pci gasolio = 41,4 MJ/kg (peso di volume di 0,84 kg/l) pci gpl = 24,55 MJ/l pci olio combustibile 3/5 = 41,02 MJ/kg (peso di volume di 0,91 kg/l). In questo modo è stato calcolato il consumo termico totale per ogni caseificio e tale consumo è stato parametrato al latte conferito, ottenendo il consumo energetico unitario da fonti termiche. In un solo caseificio il valore risultante è troppo basso e non appare credibile, quindi si è provveduto a eliminarlo dall'elaborazione. Rimangono validi 28 valori unitari, che variano da un minimo di 65 a un massimo di 208 kwh/t di latte conferito, per una media generale di 122,67 kwh/t. In 21 casi su 28 il consumo termico medio è compreso fra 80 e 140 kwh/t. Nel grafico di figura 3.18 è illustrata la relazione fra livello produttivo (latte conferito) e consumo termico, per un R2 abbastanza alto (0,89) e maggiore rispetto a quello risultante per i consumi elettrici. Il consumo medio annuo di energia termica rapportato alla singola caldaia di cottura risulta pari a 44,5 MWh, con variabilità piuttosto ampia (da 26,2 a 70,4), ma il 75% dei caseifici ha un consumo compreso fra 30 e 50 MWh/caldaia. Rapportando il consumo termico al peso del formaggio stagionato (stimato sulla base del latte lavorato) si 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 20

21 ottiene un valore medio di kwh/t, con variabilità compresa fra e kwh/t. La spesa energetica termica annua per tipo di combustibile è stata divisa per il consumo annuo di ogni singola fonte, al fine di ottenere il prezzo medio pagato dai caseifici; in media abbiamo 0,496 /Sm 3 per il metano, 0,745 /l per il gpl, 0,89 /l per il gasolio e 0,906 /l per l'olio combustibile. Consumi energetici totali e spesa energetica Nella tabella 3.5 vengono riportati i consumi totali di energia diretta dei caseifici, comprensivi della quota imputabile ai magazzini di stagionatura presenti nello stesso stabilimento. Il consumo unitario riferito al latte lavorato è mediamente pari a 161 kwh/t, con variabilità compresa fra 96 e 243 kwh/t. I consumi unitari maggiori sono più frequenti nei caseifici di piccole dimensioni (< t/anno), mentre i 6 caseifici di maggiore capacità lavorativa (> t/anno) hanno un consumo medio di 147 kwh/t, inferiore alla media del campione. Il grafico di figura 3.19 illustra la relazione fra il consumo energetico totale e la quantità di latte lavorato. Si evidenzia un R2 di 0,88 analogo a quello ottenuto nella relazione con il solo consumo termico. Se si escludono i due caseifici con i consumi più alti, oltre i MWh/anno, rappresentati dai due punti all'estrema destra del grafico, la distribuzione è abbastanza raccolta intorno alla linea di regressione, a significare che il modello di relazione spiega in modo abbastanza accurato i dati. Anche per il consumo totale è stata analizzata la relazione con la produzione annua di formaggio stagionato (stimata in base al latte conferito): risulta un consumo medio di kwh/t, con variabilità compresa fra e kwh/t. I dati bibliografici raccolti, in verità abbastanza scarni e con riferimenti a formaggi di diversa tipologia e provenienza, mostrano dei consumi totali di energia diretta compresi nel range kwh/t di formaggio; quindi, i valori risultanti dalla nostra indagine campionaria si collocano all'interno dell'intervallo ricavato dalla bibliografia. Un'ultima questione è quella della spesa energetica sostenuta dai caseifici. Il calcolo è stato fatto con riferimento alle spese effettivamente sostenute per energia elettrica e per combustibili, desunte dalle bollette e da altri documenti contabili rilevanti. Questi dati si sono resi disponibili in modo completo per 26 caseifici. La spesa energetica è stata poi rapportata al quantitativo di latte lavorato (latte conferito). I caseifici spendono in media 15,35 /t latte, dei quali 7,03 per energia elettrica e i rimanenti 8,32 per combustibili (energia termica). Il range di variabilità è abbastanza ampio, essendoci latterie che spendono in totale meno di 10 /t (4 casi) e altre che ne spendono più di 20 (6 casi); la cosa risulta evidente nel grafico di figura La verifica dell'eventuale relazione fra livello di spesa energetica unitaria e capacità produttiva delle latterie, immaginabile a livello teorico, restituisce esito negativo; il grafico di figura 3.21 mostra chiaramente una notevole dispersione dei punti e lo stesso R 2 della linea di regressione di tipo esponenziale è molto basso. Quindi, non si può dire che i caseifici più grandi riescano a spuntare prezzi più bassi dell'energia e/o che siano più efficienti in termini energetici, sebbene il caseificio con la maggiore capacità produttiva (punto più alto del diagramma) mostri un costo unitario inferiore ai 10 /t. Il costo totale dell'energia diretta rapportato alla quantità di formaggio stagionato (prodotto a partire dal latte conferito) mostra un valore medio di 279 /t, con valori minimi intorno ai /t e valori massimi di /t. La suddivisione media delle due componenti energetiche, come deriva dalle elaborazioni dei dati disponibili (circa 46% per l'elettrica e circa 54% per la termica), subisce variazioni anche sensibili nei singoli caseifici: in alcuni il consumo elettrico è preponderante e arriva a coprire anche il 55-60% della spesa totale, mentre in altri la quota termica raggiunge anche il 65-70%. Ciò è correlato da un lato alla dotazione impiantistica e, 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 21

22 dall'altro, alle caratteristiche tecnologiche degli impianti, in particolare al loro corretto dimensionamento rispetto ai fabbisogni, nonché al livello di efficienza energetica, al grado di vetustà e alla qualità della manutenzione. Principali utenze energetiche Il questionario ha previsto il rilievo di alcuni semplici dati relativi alle principali utenze energetiche del caseificio, che sono la centrale termica per la produzione del vapore surriscaldato (figura 3.22), gli impianti termici per il riscaldamento dei locali e del magazzino e l'impianto di depurazione dei reflui caseari. Per queste utenze si è cercato di rilevare la potenza di targa e il tempo medio d'impiego espresso in h/d, anche se non sempre con successo. Per quanto riguarda la centrale termica (CT) del vapore abbiamo i dati di tutti i caseifici; la sua potenza (PCT) è ovviamente rapportata al numero di doppifondi presenti e in genere il dimensionamento di massima viene fatto con la seguente formula: PCT = df va 0,7 dove: df è il numero di doppifondi, va è la massa (in kg) di vapore necessario per un doppiofondo, 0,7 è la potenza (in kw) necessaria per produrre 1 kg di vapore. Per stimare va è possibile avvalersi del grafico di figura 3.23, dal quale si capisce che all'aumentare del numero di doppifondi cala il fabbisogno per singola caldaia di cottura. Il calcolo teorico fatto con la formula è stato confrontato con la potenza effettiva della CT di ogni caseificio, al fine di verificare la congruenza dei dati. In 18 casi la CT è risultata sovradimensionata rispetto alla potenza calcolata, anche se in soli 2 casi tale fatto è di entità considerevole (più del 50% di potenza rispetto a quella teorica). In altri 15 casi, al contrario, la potenza reale è minore di quella calcolata e in 4 caseifici ciò è di livello notevole (dal 50 al 100% in meno). Di fatto, con riferimento alla potenza effettiva della CT, possiamo dire che in media la potenza installata è pari a 73 kw per doppiofondo, con range compreso fra 35 e 170 kw. Il tempo di funzionamento della CT in fase di lavorazione, dichiarato dai casari, è mediamente pari a 4,2 h/d, con minimi di 2 e massimo di 9 h/d. In alcuni caseifici la CT non viene mai spenta, rimanendo in standby durante l'intervallo fra due lavorazioni successive. In soli 3 caseifici non è presente un impianto termico per il riscaldamento del magazzino di stagionatura. In tutti gli altri caseifici l'impianto funziona solo nel periodo freddo dell'anno, per un numero di ore/giorno variabile in base alle condizioni climatiche e alle caratteristiche del magazzino (dimensione, livello di isolamento termico ecc.), al fine di mantenere la temperatura di stagionatura desiderata, che come si è già detto varia da 13 a 20 C (media di 16,5 C). La centrale termica dell'impianto, spesso rappresentata da una o più caldaie murali a gas del tipo utilizzato nelle abitazioni, ha una potenza media di 5,4 W per posto forma del magazzino, con ampia variabilità (da 1 a 20 W/forma, ma l' 85% delle CT ha potenza compresa fra 1 e 9 W/forma) Energie rinnovabili ed efficienza energetica Questa sezione della checklist ha raccolto informazioni sugli aspetti dello sfruttamento di fonti di energia rinnovabili (FER) e su interventi di miglioramento dell'efficienza energetica dei caseifici. E' stato chiesto sia ciò che le singole latterie hanno già attuato, sia ciò che vorrebbero attuare in futuro, allo scopo di conoscere 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 22

23 la propensione a investire in questo campo così importante. Per quanto riguarda le FER già implementate nei caseifici, l'unica tecnologia diffusa è il fotovoltaico ( figura 3.24), presente nel 34% dei casi del campione, con una potenza media dell'impianto di circa 97 kwp (da un minimo di 14 a un massimo di 200 kwp). Non c'è una forte relazione fra potenza dell'impianto e livello di consumo annuo di energia elettrica; infatti, il rapporto fra queste due entità restituisce valori piuttosto diversificati, che vanno da meno di 30 a più di 450 W/MWh anno, a significare che le scelte di investimento in questo campo sono state dettate da logiche diverse (sfruttamento degli incentivi del Conto Energia, disponibilità di tetti, necessità di smaltire coperture di amianto, copertura parziale dei consumi elettrici, ecc.). Per le altre tecnologie evidenziate (solare termico e biomasse) non è presente nessun impianto. Altro aspetto rilevante è la presenza di interventi specifici per il risparmio energetico già all'epoca della compilazione della checklist. L'isolamento termico degli edifici è l'intervento di gran lunga più attuato (nel 70% dei caseifici); seguono a notevole distanza l'adozione di lampade a basso consumo (17,1%) e l'impiego di scambiatori di calore (14,3%). Molto limitato l'impiego delle altre tecnologie elencate nel questionario. Il questionario ha previsto anche una domanda di tipo aperto, finalizzata a raccogliere informazioni su altre eventuali iniziative attuate dai caseifici nel campo dell'efficienza energetica. Le cose più interessanti che sono state evidenziate sono sostanzialmente due: installazione di caldaie a condensazione per il riscaldamento del magazzino di stagionatura, segnalata in 2 casi; installazione di un impianto di recupero della condensa dai doppifondi, per preriscaldare l'acqua in ingresso nella centrale termica di produzione del vapore, segnalata in 2 casi. L'ultima domanda di questa sezione era rivolta al futuro; su quali tecnologie vorreste investire nei prossimi anni? Le risposte sono state abbastanza variegate, ma hanno ancora una volta dato il massimo risalto al fotovoltaico, che risulta la tecnologia sulla quale il 54% dei caseifici vorrebbe investire, benché già il 34% di essi abbia già un impianto di questo tipo. Anche il solare termico desta interesse (nel 34% dei caseifici), così come le lampade a basso consumo (con la stessa percentuale). L'isolamento termico degli edifici si colloca su un 26% circa di segnalazioni, e a ben vedere questa è più o meno la quota che corrisponde ai caseifici che non hanno ancora investito nella coibentazione. Assolutamente residuale l'interesse per le altre tecnologie proposte (biomasse, geotermia, motori elettrici ad alta efficienza, ecc.) I consumi idrici Innanzitutto l'approvvigionamento idrico: il 40% dei caseifici utilizza solo acqua di pozzo, mentre il 17,1% utilizza solo acqua da acquedotto. Il rimanente 42,9%, cioè la maggioranza dei casi, utilizza entrambe le fonti. In quest'ultimo gruppo non vi è una netta separazione degli impieghi in base alla provenienza dell'acqua, nel senso che entrambe le tipologie vengono utilizzate per tutti gli usi (produzione vapore, riscaldamento, salamoia, lavaggi, servizi igienici, ecc.). Le buone pratiche di utilizzo dell'acqua al fine di ridurre gli sprechi e i consumi totali sono la presenza di dispositivi a chiusura automatica ( pistole ) sulle gomme di erogazione, già presenti nel 57% dei caseifici, e l'impiego di sistemi di lavaggio automatici controllati da centraline, anche nella forma dei cosiddetti CIP (Clean In Place), presenti nell'85,7% dei casi. Per CIP (figura 3.25) s'intende un sistema di lavaggio automatico integrato nell'impianto che deve essere lavato, in grado di controllare tutte le fasi dell'operazione, di dosare l'acqua e i detergenti e di regolare la temperatura di processo. La quasi totalità dei caseifici analizzati utilizza la linea del vapore per il riscaldamento dell'acqua di lavaggio 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 23

24 degli impianti, dei locali e dei mezzi di trasporto, mentre nessuno ha uno specifico impianto di riscaldamento. In taluni casi il vapore integra il riscaldamento operato dal sistema CIP. Il questionario non ha previsto una specifica domanda sui consumi idrici, perché si è ritenuto difficile raccogliere questa informazioni in modo affidabile; una volta avviata la fase di rilevazione, si è però capito che insieme alla documentazione relativa ai consumi energetici si poteva tentare di richiedere anche quella relativa ai consumi idrici. Di fatto, i consumi idrici sono disponibili per 20 dei 35 caseifici del campione, mentre per i rimanenti 15 non è stato possibile scorporare dalle bollette i consumi effettivamente imputabili alla latteria, quando l'utenza si riferiva a differenti impieghi dell'acqua (ad esempio caseificio e allevamento), oppure il caseificio non ha fornito documenti utili o non è proprio in grado di stimare il livello dei consumi (per assenza di un contatore sulla linea del pozzo). Il consumo medio del campione è pari a 1,03 l/kg di latte conferito, con variabilità ampia (da 0,15 a 2,52 l/kg). Tali dati sono in linea con i pochi valori disponibili in bibliografia, in particolare con quelli indicati da Ferrari e Piccinini (1989) e riferiti a caseifici da P-R: media di 1,8 l/kg latte, con minimo di 1,2 e massimo di 2,5 l/kg. I dati riportati da Sanna (1982), variabili da 3 a 30 l/kg latte, risultano invece nettamente più alti, ma in questo caso il riferimento è più generico e relativo alla lavorazione di formaggio e burro Reflui e sottoprodotti caseari La quarta e ultima sezione del questionario è rivolta soprattutto alla definizione di alcuni aspetti inerenti i reflui caseari e i sottoprodotti del caseificio. La destinazione dei reflui del caseificio è in prevalenza l'impianto di depurazione aziendale (51% dei casi analizzati) e in seconda battuta la fognatura pubblica (40%). In pochi casi viene attuato un pretrattamento blando con enzimi e ossigenazione prima dell'immissione nella fognatura. Nessuna latteria ha un impianto di fitodepurazione. Tutti gli impianti di depurazione presenti sono del tipo a fanghi attivi (figura 3.26); in soli 10 casi è stato indicato l'ammontare totale annuo di fanghi prodotti che, se rapportato al latte conferito, risulta mediamente pari a 6,3 dm3/t, con ampia variabilità (da poco più di 1 dm3/t a quasi 20 dm3/t). In nessun caso è stato possibile scorporare il consumo di energia elettrica per il funzionamento del depuratore, in quanto nei casi analizzati non è mai presente uno specifico contatore. Passando ai sottoprodotti dell'attività di caseificazione, abbiamo innanzitutto il siero, cioè il residuo liquido della lavorazione del latte in caldaia. In media la produzione di siero risulta pari a 82 t ogni 100 t di latte lavorato (variabilità compresa fra 75 e 89 t). La destinazione prevalente del siero è la vendita all'industria alimentare (40%), seguita dalla vendita ad altra tipologia di industria (22,8%). Nel 20% dei casi il siero viene venduto ad allevamenti suinicoli e solo nel 17% dei casi è utilizzato direttamente in allevamento di suini annesso al caseificio. Il trattamento più comune al quale viene sottoposto il siero è il raffreddamento a una temperatura media di 10 C; in tale processo, attuato dal 46% dei caseifici, vengono utilizzate anche torri evaporative (figura 3.27). Nell' 11% dei casi, al contrario, il siero viene riscaldato a C, per la produzione della ricotta, mentre in un altro 8,5% viene sottoposto a scrematura. Nel 20% dei casi, infine, il siero non subisce alcun trattamento (la percentuale rimanente non ha fornito risposte a questa domanda). Ultima questione attinente al siero è la possibilità di recuperare calore dal suo raffreddamento, ma un solo caseificio del campione adotta questa tecnica. In un solo caso viene dichiarata la produzione di scotta (siero residuo dopo la separazione della ricotta), per una quantità di 50 t/anno, a fronte di una quantità di latte conferito di 740 t/anno. 3. CARATTERISTICHE DEI CASEIFICI DELL'AREA DEL SISMA 24

25 I caseifici che dichiarano di produrre residui della spazzolatura del formaggio e delle tavole delle scalere sono solo 19 (poco più della metà del campione), benché questo tipo di sottoprodotto si ottenga da tutti i caseifici che hanno il magazzino di stagionatura. Comunque, per i soli 14 casi in cui viene dichiarata la quantità di residui ottenuti, abbiamo una media di circa 100 g/anno per posto forma in magazzino, con minimo intorno ai 10 g e massimo intorno ai 350 g. Ultimo aspetto è quello riguardante i rifiuti prodotti nel caseificio. Nella maggioranza dei casi tutti i rifiuti sono assimilati a quelli urbani e vengono posti nei contenitori di raccolta predisposti dal comune, differenziati o meno; si paga il servizio in proporzione alla superficie dei locali. In altri casi si separano rifiuti particolari, quali carta, plastica, vetro e contenitori per detergenti. I dati disponibili per i costi di smaltimento sono insufficienti per poter fare delle valutazioni corrette. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 4.1. Premessa Nei comparti agricolo e agro-industriale, come negli altri settori produttivi, il tema dell'energia, dei consumi energetici e delle relative fonti di approvvigionamento ha assunto, con il passare degli anni, un'importanza sempre maggiore. Il progresso tecnologico, infatti, ha permesso la sostituzione di quote elevate di forza lavoro con forza motrice e ha comportato il crescente impiego di fonti energetiche diverse. Anche il settore lattiero-caseario è stato interessato da un processo di intensa ristrutturazione produttiva e tecnologica che, come si è visto in precedenza, ha portato alla crescente concentrazione degli impianti produttivi in caseifici di maggiori dimensioni. Così, per quanto il costo energetico rappresenti tuttora una frazione non elevata sul totale dei costi di trasformazione del latte in formaggio, si prevede che negli anni futuri esso assumerà un importanza crescente, di pari passo con il progressivo trasferimento di tecnologia nel settore e con il prevedibile aumento dei prezzi delle fonti energetiche tradizionali. Da qui l'interesse teorico e pratico per una problematica destinata ad assumere una collocazione strategica negli sviluppi futuri del comparto. Peraltro, la quantificazione dei fabbisogni energetici diretti del caseificio è impresa alquanto complessa. Infatti, il sistema produttivo dell'area del P-R risulta tutt'altro che omogeneo per quanto concerne l'assetto organizzativo e strutturale. Inoltre, le tecnologie applicate al processo produttivo, dalle quali dipende in larga misura l'entità del consumo energetico, variano in modo consistente a seconda delle caratteristiche strutturali e produttive delle latterie. Proprio queste ultime caratteristiche, che rappresentano le variabili più idonee a spiegare le diverse esigenze energetiche degli allevamenti, sono note solo parzialmente. Proprio il lavoro svolto nell'ambito del presente progetto ha permesso di definire, come illustrato nei capitoli precedenti, il livello dei consumi energetici e le relazioni che legano gli stessi consumi con alcuni indici produttivi e di dotazione tecnologica. Il campione sul quale è stata fatta l'analisi e rappresentativo dei caseifici dell'area del sisma, ma in realtà lo anche per il più ampio ambito dei caseifici del P-R. In effetti, prima di pensare a interventi di risparmio energetico e/o di produzione di energia da fonti rinnovabili, il singolo caseificio dovrebbe indagare sui propri consumi energetici, suddividendo i consumi elettrici da quelli termici (combustibili) e possibilmente operando un'ulteriore suddivisione per tipologia di utenza energetica, almeno con riferimento a quelle più rilevanti. Ciò è quanto è stato fatto in questo progetto per i 3 caseifici pilota, come si illustrerà nei capitoli successivi. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 25

26 4.2. Azioni per l'efficienza energetica È opinione diffusa che l'efficienza energetica rappresenti un'opzione chiave nelle mani dei decisori politici, ma gli sforzi sinora profusi hanno consentito solo un limitato sfruttamento del suo potenziale economico. Questa frase, ripresa dal World Energy Outlook 2012 (WEO-2012), fa capire l'importanza strategica di questa tematica nelle complesse sfide relative all'uso intelligente dell'energia e alle azioni di contrasto ai cambiamenti climatici, così come rende evidente la grande potenzialità ancora inespressa. Lo stesso WEO-2012, nel proporre lo scenario Mondo Efficiente, evidenzia come sia necessario superare gli ostacoli agli investimenti in efficienza energetica per poter sfruttare appieno il citato potenziale; in questo modo si potrebbero conseguire enormi vantaggi per la sicurezza energetica, la crescita economica e l'ambiente; addirittura, la domanda di energia primaria all'orizzonte 2035 risulterebbe dimezzata. A livello europeo, lo strumento normativo più recente emanato dall'unione è la direttiva 2012/27/UE relativa all'efficienza energetica, che modifica e/o abroga precedenti direttive che avevano visto la luce fra il 2004 e il La nuova direttiva nasce da una riflessione europea sullo stato di attuazione dell'obiettivo di una riduzione del 20% dei consumi di energia primaria dell'unione al 2020; il Consiglio europeo (4/02/2011) ha riconosciuto che tale obiettivo non è in via di realizzazione e che sono necessari interventi decisi per cogliere le notevoli possibilità di risparmio energetico nei settori dell'edilizia, dei trasporti, dei prodotti e dei processi di produzione. La direttiva, oltre a perseguire l'obiettivo del 20% al 2020, vuole gettare le basi per ulteriori progressi dell'efficienza energetica europea oltre tale data; essa stabilisce norme atte a rimuovere gli ostacoli sul mercato dell'energia e a superare le carenze del mercato che frenano l'efficienza nella fornitura e nell'uso dell'energia. L'efficienza energetica (η) applicata ad un determinato lavoro è il rapporto fra l'energia effettivamente disponibile per quel lavoro (Eout) e l'energia totale consumata nel processo (Ein): η = Eout / Ein La differenza fra queste due entità è rappresentata dalle perdite energetiche (figura 4.1). In linea generale, è possibile individuare due grandi gruppi di interventi che consentono l'ottenimento di miglioramenti dell'efficienza energetica di un determinato lavoro o processo: un primo gruppo annovera quelle azioni volte a migliorare le modalità di esecuzione del lavoro; queste azioni non comportano investimenti materiali, bensì formazione e informazione sulle metodiche operative necessarie allo svolgimento ottimale di un'operazione, puntando all'eliminazione di consumi energetici inutili, derivanti da cattive procedure o cattive abitudini. Banale ma efficace esempio pratico può essere il comportamento virtuoso di spegnere le luci non necessarie. Con queste azioni si ottiene un risparmio energetico netto, cioè si svolge la medesima operazione sprecando meno energia (e spendendo meno soldi). Un secondo gruppo di interventi presuppone investimenti in materiali e/o mezzi tecnici al fine di modificare l'assetto strutturale e impiantistico di un determinato contesto produttivo; lo scopo è quello di svolgere un certo lavoro in modo più efficiente. Anche in questo caso un semplice esempio può chiarire il concetto: sostituendo una normale lampadina a incandescenza con una nuova lampada a basso consumo si potrà ottenere il medesimo lavoro con un ridotto consumo energetico, ma nel calcolo del beneficio ottenibile dovrà entrare anche il costo sostenuto per l'attuazione di questa miglioria, oltreché il differenziale di costo energetico per la produzione delle due lampadine. Un primo aspetto di grande importanza è il monitoraggio continuo dei consumi energetici aziendali, perché solo conoscendo quanto e come si consuma si potranno attuare eventuali misure correttive nell'uso dell'energia in azienda. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 26

27 Per l'energia elettrica può essere sufficiente la lettura dei contatori ufficiali, eventualmente integrata con l'uso di contatori parziali posti sulle utenze più rilevanti. Anche il consumo di carburanti (metano, gasolio ecc.), necessario per la produzione di energia termica utilizzata per diverse operazioni, dovrebbe prevedere un monitoraggio continuo e non basarsi solo su una verifica a consuntivo. Prima di affrontare le possibili soluzioni per il risparmio energetico e le possibili tecnologie innovative, vale la pena di soffermarsi un momento sull incidenza dei costi energetici sul costo di trasformazione del latte in formaggio P-R. Per gli approfondimenti sul costo di trasformazione si rimanda al capitolo 11. Di seguito si fa riferimento a un caseificio di recente ristrutturazione, con potenzialità di circa t/anno di latte (50 doppifondi). Dal bilancio di esercizio dell'anno 2013 risultano i seguenti costi, espressi in euro per 100 kg di latte lavorato: 4,88 per la manodopera, 1,13 per l'energia, 0,46 per il trasporto latte, 12,00 di costo totale (esclusi ammortamenti e interessi). Quindi, per questo caseificio il costo annuo dell'energia diretta è pari a circa Il latte conferito è stato pagato 53,00 /100 kg + IVA 10%; la resa di trasformazione è risultata pari a 7,4 kg di formaggio per 100 kg di latte e a 1,29 kg di burro per 100 kg di latte. Si deduce che oggi, anche in caseifici validi e moderni, i bilanci denotano una pericolosa parità tra costi e ricavi. Valutando che il prezzo di mercato del formaggio rimanga ai livelli attuali ancora per parecchio tempo, occorre quindi intervenire su quei 12 di costi diretti di trasformazione. Sebbene i costi energetici non siano una voce rilevante del bilancio, si deve comunque agire anche su di essi, perché in situazioni di debolezza economica anche i piccoli miglioramenti possono fare la differenza. Nel comparto caseario le azioni più interessanti per l'efficienza energetica possono essere così elencate: rifasamento elettrico; motori elettrici ad elevato rendimento; manutenzione motori e macchine e corretto impiego; rendimento delle caldaie; cogenerazione da metano di rete; recupero di calore di processo; efficienza degli impianti di refrigerazione e raffrescamento; ventilazione dei locali; illuminazione degli ambienti di lavoro; automazione degli impianti per risparmio idrico; utilizzo del siero; affioratori di nuova generazione; isolamento termico dei fabbricati; tele-assistenza Rifasamento elettrico La potenza elettrica attiva (cioè utilizzabile) è data dalla formula: V I cos φ dove: 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 27

28 V è la tensione elettrica, I è la corrente elettrica, cosφ è il fattore di potenza che indica il grado di sfasamento fra tensione e corrente di un circuito a corrente alternata. Il cosφ rappresenta il rapporto fra la potenza attiva (o reale) e la potenza apparente erogate; l'importanza deriva dal fatto che dal cosφ dipende la potenza reattiva, nel senso che al diminuire del primo cresce la seconda. Nei circuiti che prevedono solo utenze dotate di resistenza (come le lampadine a incandescenza), lo sfasamento è nullo e il cosφ è pari a 1; quindi, la potenza reattiva è nulla e la potenza reale è uguale a quella apparente. Ma in genere i circuiti presenti nei caseifici sono di tipo induttivo, perché fra le utenze ci sono motori elettrici e lampade fluorescenti, che comportano un'induzione magnetica, con conseguente sfasamento fra tensione e corrente. Benché il valore dell'energia reattiva (che deriva dalla potenza omonima) si possa trovare in bolletta, è questo un aspetto abbastanza difficile da capire e, quindi, facilmente trascurato. L'energia reattiva, tipica delle reti a corrente alternata, viene considerata nei contratti con potenza superiore a 6 kw e rappresenta, in parole povere, il costo per il trasporto dell'energia dal fornitore all'utilizzatore; tanta più energia reattiva viene scambiata fra fornitore e utilizzatore, tanto più il fornitore spende per portare l'energia attiva (quella che effettivamente si consuma) a casa dell'utilizzatore. Questo scambio continuo di energia, che non produce nessun lavoro utile, genera degli inconvenienti nella rete di distribuzione, come perdite supplementari, sovraccarichi e variazioni di tensione. È per questo che oltre certi limiti l'energia reattiva viene esposta in bolletta; in sostanza, il fornitore di energia addebita i maggiori costi all'utente tramite penali per basso fattore di potenza. Il fattore di potenza (variabile da 0 a 1), con la nuova normativa, non può essere <0,95. Se fosse inferiore, l ente erogatore di energia elettrica porrebbe delle penali per evitare inutili richieste di elevata corrente al contatore; inoltre, l elevata corrente all interno degli impianti, soprattutto per grossi motori elettrici (potenza > 50 kw), può consigliare anche un rifasamento interno agli impianti a valle del contatore. Maggiore è la potenza e minore è il cos φ, maggiore sarà la penale. Di solito si fa un semplice rifasamento totale con costi ridotti: per esempio, una centralina di rifasamento può costare , con un abbattimento di energia reattiva per circa 350 /mese. Il tutto è da vedere caso per caso, esaminando l impianto e la bolletta dell ente erogatore. In uno o due anni si può ripagare l investimento Motori elettrici ad elevato rendimento La regolazione dei motori elettrici è un campo di grande interesse per quanto riguarda il risparmio energetico, soprattutto nei comparti dove i motori sono maggiormente usati, come ad esempio nella ventilazione artificiale e nei sistemi di pompaggio. I motori elettrici, di solito del tipo asincrono trifase, hanno rendimenti elevati per il loro carico nominale. E bene che non siano né sottodimensionati, né sovradimensionati. Oggi, con l inserimento degli inverter, è possibile adeguare la potenza allo sforzo richiesto, mantenendo il rendimento al massimo (>80%), anche per carichi molto variabili; inoltre, questi motori sono già rifasati. Gli inverter che interessano in questo caso sono i cosiddetti inverter CA-CA o raddrizzatori-invertitori, cioè quelli che variano la frequenza e la tensione di alimentazione di un motore elettrico per adeguarne la velocità alle effettive esigenze. Nei sistemi a portata variabile che fanno uso di pompe e ventilatori, l'inverter consente la migliore efficienza energetica, che si traduce in risparmi variabili fra il 20 e il 60%, a seconda dell'applicazione. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 28

29 L inverter può essere autonomo o comandato dall esterno. Nel progetto delle linee è bene non lesinare sulla sezione dei cavi: è sempre meglio un po di abbondanza per maggiore sicurezza e minori consumi Manutenzione motori e macchine e corretto impiego Tutte le macchine richiedono un corretto impiego e una costante manutenzione, che comprende un'adeguata pulizia, la sostituzione dei filtri (ad esempio le unità di trattamento aria), il controllo di cinghie, filtri, olio, condense, interruttori, sicurezze, ecc. E utile un contratto di controllo e manutenzione con personale esperto. Inoltre, è sempre bene avere a disposizione i disegni esecutivi degli impianti, con tracciati e macchine e progetto tecnico, soprattutto per un eventuale assenza o cambio dell elettricista di fiducia Rendimento delle caldaie a vapore La produzione del vapore all'insegna del risparmio energetico, della riduzione delle emissioni inquinanti e dell'elevata sicurezza di esercizio è aspetto fondamentale nel caso di impianti industriali. Per realizzare progetti di centrali termiche efficienti devono essere rilevati i requisiti specifici, al fine di garantire soluzioni di sistema su misura. Tutto questo richiede una consulenza competente, un'offerta di servizi completa e una caldaia a vapore che, grazie alle sue caratteristiche, consenta una produzione di vapore a basso consumo energetico e una tecnologia orientata al futuro. Il rendimento della caldaia determina la quantità di combustibile che si consuma; più il rendimento è alto e meno energia serve per raggiungere e mantenere una determinata temperatura nell acqua da riscaldare. Alto rendimento significa efficienza e attraverso l efficienza si arriva al risparmio. L indicazione la dà la formula che definisce il rendimento stesso (R): R = Et / Ec dove: Et è l'energia trasferita all acqua, Ec è l'energia prodotta dalla combustione completa del combustibile impiegato. Perché il combustibile bruci completamente serve la giusta quantità d aria, non di meno e non di più. Infatti, se si usa meno aria del necessario una parte del gas non brucia e non cede tutto il calore all acqua che deve scaldare. Se se ne usa di più, l aria in eccesso assorbe parte del calore che, di conseguenza, non va all acqua da scaldare. L'energia trasferita all acqua è inevitabilmente inferiore a quella derivante dalla combustione del combustibile, perché si hanno dispersioni sia tramite la camera di combustione (passaggio di calore attraverso le pareti), sia attraverso i fumi che vengono espulsi dalla canna fumaria. Per non perdere il calore che esce con i fumi, alcune caldaie usano uno scambiatore di calore, che deve essere mantenuto in buone condizioni per garantire un suo buon funzionamento; tale scambiatore fa diminuire sia la temperatura dell aria usata per la combustione, sia quella dell acqua che entra nella caldaia. Le caldaie più moderne ed efficienti sono quelle a condensazione, che ottengono rendimenti elevati grazie al recupero del calore latente del vapore acqueo contenuto nei fumi. Purtroppo, anche le incrostazioni delle tubazioni interne (il cosiddetto fascio tubiero) contribuiscono a sottrarre energia all acqua da riscaldare, abbassando il rendimento della caldaia. Le tubazioni, pertanto, devono essere mantenute costantemente pulite. Per questo motivo è molto importante il costante controllo dell acqua di alimentazione della caldaia, che deve rispettare i valori di durezza prescritti dal costruttore. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 29

30 È interessante notare come la combinazione di diverse tecnologie possa aumentare l efficienza energetica di una caldaia. Le tecnologie possono essere moderne o antichissime, come le zeoliti, e utilizzare fonti energetiche diverse. La qualità dei dispositivi ibridi in fatto di prestazioni è in effetti testimoniata bene dal recente sistema ibrido integrato a zeolite, adottato da alcune tipologie di caldaie; in queste si ha la combinazione di zeoliti, caldaia a condensazione, bollitore per acqua calda e collettore solare. La parola zeolite, letteralmente pietra che bolle, fu coniata nel 1956 dallo studioso svedese Axel Fredrik Cronstedt, che osservò il liberarsi di vapore acqueo, prodotto dall acqua intrappolata nelle cavità, scaldando uno di questi minerali. Parliamo dunque di un sistema per la produzione di vapore conosciuto da due secoli e mezzo. Il sistema ibrido sopracitato si basa su una termoregolazione intelligente, che gestisce il sistema scegliendo istante per istante la tecnologia più conveniente per garantire un risultato di massima efficienza. Il risultato è un rendimento del 135% e un efficienza superiore rispetto alle normali caldaie a condensazione. Concludendo, possiamo dire che oggi è possibile ottimizzare i consumi di combustibile e, di conseguenza, aumentare il rendimento della caldaia recuperando il calore dalle condense, che attualmente vengono scaricate direttamente in fogna, e dai fumi espulsi in atmosfera attraverso i camini Cogenerazione Il cogeneratore è un impianto costituito da un motore-alternatore e da un sistema di raffreddamento e recupero di calore. Il motore può funzionare a metano di rete o a biogas (con i dovuti accorgimenti). Di seguito si fa riferimento a un impianto progettato nel 2014 per metano di rete, in un caseificio della montagna reggiana. La capacità lavorativa del caseificio è di circa t/anno di latte (26 doppifondi). Il cogeneratore installato ha potenza di 65 kw elettrici e di 118 kw termici e funziona per ore/anno. La situazione ante installazione era la seguente: costo energia elettrica /anno costo metano /anno costo GPL /anno costo totale /anno Il costo totale del cogeneratore installato è risultato pari a e l'impianto è stato completato in circa 120 d. Nella situazione post installazione si prevede una riduzione dei costi energetici di /anno (pari al 22% dell'investimento iniziale); l impianto si ammortizza in circa 5 anni. La polizza assicurativa prevista nel contratto prevede il recupero di eventuali minori vantaggi rispetto a quanto previsto. Le previsioni sono cautelative; si possono migliorare se si riscalda anche l appartamento del casaro. L acqua calda stoccata in un contenitore coibentato viene utilizzata per i lavaggi a C nel CIP (Cleaning in place), per preriscaldare l acqua in C.T., per preriscaldare il latte nei doppifondi, per il riscaldamento dell asciugatoio, per la climatizzazione del magazzino e per la produzione di acqua sanitaria. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 30

31 Recupero di calore di processo (cascami termici) I processi di trasformazione del latte e la climatizzazione dei locali mettono a disposizione dei flussi termici a bassa temperatura che non sempre vengono adeguatamente recuperati (cascami termici). Tra quelli di maggiore interesse si ricordano i seguenti: il calore derivante dal raffreddamento del siero da C a 10 C, nel caso del reimpiego produttivo di quest ultimo (vendita a terzi). Essendo il siero pari all 85% del latte trasformato e considerando di pratico interesse temperature minime all uscita degli scambiatori di 35 C (prima del raffreddamento finale con gruppi frigoriferi), risulta quindi possibile contare su un recupero di circa 15 kwh termici per 1 t di latte lavorato. Tale disponibilità sarebbe peraltro uniformemente distribuita nell anno; il calore disponibile ai condensatori dei gruppi frigoriferi. Considerando che vengono mediamente impiegati circa 20 kwh elettrici per 1 t di latte per il raffrescamento dei locali e il raffreddamento del siero, facendo riferimento a coefficienti di prestazione frigorifera medi pari ad almeno 2,5 e a recuperi pratici dell energia oggi dissipata del 50%, risulterebbero disponibili almeno 25 kwh termici per 1 t di latte lavorato. Tale disponibilità è tuttavia distribuita in modo non uniforme nell anno; il calore disperso con il mancato recupero delle condense di scarico dei doppifondi, situazione che si verifica in oltre il 95% dei casi del campione. Il relativo recupero potrebbe consentire di recuperare ulteriori 4,5 kwh/t di latte. Nella valutazione sono stati considerati la media di 377 t/anno di latte per doppiofondo e il recupero della condensa a una temperatura di 55 C. Tale pratica consentirebbe, in aggiunta, di ridurre il consumo di materiali per il trattamento dell acqua di alimentazione della centrale termica. Le opportunità di recupero sono quindi rilevanti, indicativamente 45 kwh/t di latte, cioè oltre il 30% dell input termico lordo, e tali da coprire i consumi di acqua calda e parte dei consumi di riscaldamento ambienti e di processo. Aspetto che può scoraggiare il recupero energetico è certamente la maggiore complessità impiantistica richiesta in situazioni strutturali che, spesso, sono cresciute nel tempo, quindi con parti di impianto non integrate tra loro e quindi non pensate per sinergie di processo. In una sala di cottura da 40 doppifondi riscaldati a vapore servono indicativamente 90 kg di vapore per doppiofondo e per lavorazione (vedere paragrafo 3.4.4); quindi, occorre una centrale termica con potenza (P) di: P= ,7 = kw Il vapore viene prodotto ad una pressione di 10 bar con una temperatura in caldaia di 178 C. La CT lavora circa 4 h/d consecutive. L acqua, che deve essere depurata (addolcita), passa da C dal pozzo o acquedotto a 178 C, con un salto termico di C. La condensa residua esce sotto al doppiofondo (figura 4.2) a circa 100 C e si può rinviare in CT a C. Si recupera acqua addolcita e si guadagna un salto di temperatura di circa 50 C. Il costo di installazione di questo impianto di recupero di condensa è valutabile in /doppiofondo, quindi per 40 doppifondi si spendono circa ; tale costo viene recuperato in circa 5 anni. Come detto in precedenza, è anche possibile recuperare calore dai fumi in uscita dalla CT, a circa 250 C, riscaldando l aria che entra nel bruciatore; in questo modo si riducono i consumi. Un notevole recupero di calore lo si può ottenere dal raffreddamento del siero, come si dirà in seguito. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 31

32 Infine, non è conveniente il recupero del calore che si forma sotto ai doppifondi e nella ventilazione del locale cucina, perché i costi sono elevati il recupero è modesto Efficienza degli impianti di refrigerazione e raffrescamento Per il miglioramento dell'efficienza di questi impianti si può procedere in più direzioni: a) revisione di vecchi impianti frigoriferi con potenziamento dei sistemi di condensazione, in modo da migliorare il rendimento; b) installazione di scambiatori di calore desurriscaldatori, per riscaldare acqua da impiegare in usi sanitari in caseificio, ove applicabile (il desurriscaldamento è un'operazione consistente nella sottrazione di calore a un vapore surriscaldato); c) installazione di pompe di calore evolute negli impianti di stagionatura, al posto del classico gruppo frigorifero + caldaia, per ottenere importanti recuperi di efficienza stagionale di tutto l impianto; d) installazione di sistemi di supervisione e controllo degli impianti, atti a permettere una registrazione dei trend di temperature e umidità e degli eventi principali che occorrono durante il funzionamento del gruppo frigorifero. Questi sistemi, debitamente corredati di specifico software e hardware sono adatti a registrare i consumi elettrici delle varie parti dell'impianto, di consentire la gestione dei picchi di potenza e di fornire una base dati completa per eventuali analisi e studi di risparmio energetico. e) installazione di inverter sui gruppi di pompaggio e di ventilazione, per adeguare continuamente la prestazione delle macchine alla richiesta dell impianto, senza inutili sprechi. Al di là di una riconosciuta validità di principio di questi interventi, è di difficile quantificazione il rapporto fra costi e benefici, perché è necessario un livello di conoscenza delle modalità di funzionamento dell impianto molto preciso e dettagliato; quindi, risulta impossibile fare valutazioni di massima Ventilazione dei locali Nella cucina del caseificio occorre la sola ventilazione (figura 4.3), anche con 10 ricambi/h, durante la cottura (2 3 ore al mattino), per asportare il vapore sopra le caldaie. Nel caso in cui la cucina sia separata dall'affioramento, può essere possibile il riscaldamento nei periodi più freddi. Occorre inoltre ventilare nei salatoi a immersione, o meglio condizionare il locale per la grande umidità che si viene a formare raffreddando la sola salamoia e non l ambiente. Negli altri reparti occorre un condizionamento diversificato da locale a locale (statico, dinamico) Illuminazione degli ambienti di lavoro A parte il rispetto delle normative sul rapporto illuminante degli ambienti di lavoro, è molto importante l illuminazione della cucina in corrispondenza dei doppifondi, per permettere al casaro di controllare la cottura. Devono essere evitate ombre e colori non naturali e scarsa illuminazione. Il tipo di corpo illuminante più usato oggi è il neon a fluorescenza con colorazione a luce chiara, anche se crea una luce fredda (tendente al blu). Si può preferire una luce calda, che tende al rosso, più vicina alle vecchie lampade ad incandescenza, con luce più simile a quella solare. Da alcuni anni sono in evoluzione le lampade a LED (Light Emitting Diode), con costi in continua diminuzione. Ci sono varie colorazioni in commercio, a luce fredda o calda, con diversa efficienza luminosa. Il led ha una resa del 25% in più a parità di luce emessa (lux), inoltre ha una luce brillante ad alta resa cromatica, quindi crea l'impressione di vedere meglio. Per il settore caseario sembrano interessanti i tubi a LED, che possono sostituire facilmente i tradizionali tubi 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 32

33 fluorescenti (neon); fra i diversi vantaggi di queste nuove lampade si possono citare: il minore consumo energetico a parità di prestazioni illuminotecniche; la durata utile molto maggiore; l'eliminazione dello starter e del ballast (reattore), necessari invece con i tubi fluorescenti; l'assenza di mercurio; l'assenza di sfarfallio e di ronzio; la compatibilità con tutte le plafoniere normalmente usate con i tubi standard. Nelle nuove costruzioni o nelle ristrutturazioni radicali è possibile utilizzare specifici moduli con tecnologia LED, disponibili per diversi tipi di installazione e per differenti caratteristiche illuminotecniche. Si ricorda che nel campo dell'illuminazione sono disponibili normative europee specifiche per i settori domestico, terziario e industriale. Di seguito si riportano alcune valutazioni di massima. Una lampada a fluorescenza da 58 W emette lumen ed equivale a una lampada a LED da 38 W che emette lumen. Inoltre, il LED è esente da rischi fotobiologici, quindi presenta maggiore sicurezza d'uso. Una plafoniera tipo Linda con 2 tubi a fluorescenza costa 61, per una potenza di 2x58 = 110 W; una plafoniera a LED di analoghe prestazioni, con potenza di 2x30 = 65 W, costa 198. Quindi, a parità di lux, si ha un risparmio di 45 W/plafoniera. Ipotizzando un impiego giornaliero di 12 h e un costo dell'energia elettrica di 0,20 /kwh, otteniamo un risparmio annuo (RA) per plafoniera di: RA = (45/1.000) ,20 = 39,42 In termini di longevità, il tubo fluorescente ha una durata stimata in h (si cambia il tubo, non la plafoniera), mentre per il modulo a led di considera una durata di h, ma alla fine della vita utile si deve sostituire l'intero punto luminoso (non è così con i tubi LED all'interno di plafoniere tradizionali). Il rendimento dei LED varia in base alla durata di vita: quelli a h hanno un rendimento del 90%, a h del 85%, a h del 60%. Si consiglia di passare a LED già oggi, anche se la resa è in aumento e i costi stanno calando ulteriormente (sono calati del 50% in 2 anni). Altro aspetto importante per l'efficienza dell'illuminazione è quello di illuminare soltanto quando serve. In certi locali del caseificio può essere conveniente installare i rilevatori di presenza, per permettere lo spegnimento delle luci in assenza di personale. Ciò contribuisce a un risparmio netto di energia elettrica. Nelle zone di lavorazione occorre un RI di 1/8 (luce naturale da esterno), che si può ridurre, a seconda dei casi, seguendo il criterio FLDm (Fattore medio di luce diurna), cioè il rapporto fra illuminamento medio di un locale e illuminamento esterno senza irraggiamento diretto del sole Automazione degli impianti di lavaggio La possibilità di risparmiare acqua negli impianti di lavaggio va valutata con molta cautela, in quanto può essere in conflitto con il perfetto risultato igienico del lavaggio. Sono stati installati recentemente CIP di lavaggio estremamente evoluti che inducono a fare alcune considerazioni: 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 33

34 l'installazione di un impianto di affioramento automatizzato ed evoluto implica l uso di un CIP di lavaggio altrettanto evoluto e implica anche un incremento di consumi di acqua rispetto alle tradizionali bacinelle; a fronte di questi maggiori consumi si ottiene un livello di igiene superiore e costante, indipendente dalla fretta degli operatori; a parità di efficacia del lavaggio, il CIP evoluto può consentire riduzioni dei consumi di acqua impostando una serie di prove di lavaggio degli impianti, corredate dal prelievo di tamponi per individuare possibili inquinamenti batterici degli impianti; solo in questo modo, con una campagna di prove accurata e un'attenta analisi dei risultati, si potrà determinare la ricetta di lavaggio che dà il risultato ottimale con il minor consumo; la ottimizzazione dovrà avere efficacia anche sui consumi di detergente e di vapore per il riscaldamento delle soluzioni di lavaggio; i CIP mettono a disposizione un controllo completo di tutti i parametri, indispensabile per poter impostare e mantenere nel tempo la migliore regolazione possibile; i CIP collegati ad un supervisore consentono la memorizzazione di molti dati e quindi una grande accuratezza di analisi. Infine, è importante inserire la chiusura automatica nelle tubazioni di lavaggio dei locali Siero Il siero è il liquido che residua in caldaia dalla trasformazione del latte in formaggio, in una quantità pari all 85-90% del latte lavorato. Fino agli anni il siero era considerato un rifiuto di lavorazione e veniva usato per l alimentazione dei suini, a costi bassi o nulli. Oggi, con l inserimento di opportuni impianti di raffreddamento e di successivi impianti di concentrazione ed essiccazione, il siero viene usato come materia prima di alto valore per svariati impieghi (creme alimentari, paste, prodotti per l infanzia, prodotti farmaceutici, integratori, ecc.). La necessità di raffreddare il siero a valle della produzione (il siero deve passare da 52 C a 8-10 C) mette in gioco grandi quantità di calore a temperatura medio-alta da smaltire; questo passaggio, operato normalmente come puro smaltimento a perdere, può dare luogo a cospicui recuperi di calore, da utilizzarsi per vari usi. Il calore recuperato può essere usato per scaldare acqua da mettere in un contenitore coibentato (si perde in media 1 C in 24 h). Con questa acqua calda si può scaldare il latte immesso nei doppifondi, dopo la miscelazione del latte affiorato della sera con il latte del mattino (questa operazione non viene svolta per il Grana Padano), non oltre i 33,75 C (27 r), temperatura alla quale va inserito il caglio. La tecnica è collaudatissima e dà il suo migliore risultato quando è applicata in caseifici tecnologicamente evoluti, in cui esista già un dosaggio meccanizzato del latte nei doppifondi. Nell'ipotesi di dosare il latte in una unica fase nei doppifondi, cioè di pompare l di latte già miscelato per ogni doppiofondo (e non 500 del latte magro e poi 500 di latte intero del mattino, come accade nella maggior parte dei caseifici da P-R), si potrà raggiungere un risparmio massimo in termini di energia di circa 23 kwh termici per ogni doppiofondo, equivalenti a circa 2,6 Nm3 di gas metano. Per rendersi conto dell impatto economico, si può considerare che una latteria da 40 doppifondi a pieno regime, considerato un prezzo del metano di 0,38 /Nm 3, potrebbe risparmiare fino a /anno di energia termica. Questa tecnica ha diverse implicazioni e vincoli sulla produzione, per cui la sua applicabilità va discussa e 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 34

35 assimilata dal casaro, che potrà poi spingere più o meno il recupero del calore, regolandosi anche in base alla velocità con la quale vuole condurre la lavorazione in caseificio. Il calore di recupero dal siero può essere usato anche nei CIP o per usi sanitari, oltreché per il condizionamento dei locali. Il costo d'installazione di un impianto di raffreddamento del siero varia a seconda della quantità di latte lavorato: da a , con un rientro dell'investimento in 1,5-2 anni di attività. La potenza installata è compresa fra 20 e 35 kw. Il costo di lavorazione con acqua di pozzo è intorno a 0,1 /100 kg, mentre con acqua di rete siamo sugli 0,15 /100 kg. Si può eliminare la centrifugazione (per sgrassare il siero), con ovvi recuperi di tempo e di energia, vendendo il prodotto tal quale per la successiva concentrazione, a prezzi che oscillano da 2 a 2,5 /100 kg, contro gli 0,3 di una volta Vasche di affioramento Da alcuni anni si stanno installando affioratori per il latte della sera, idonei per il P-R, di elevata capacità, anche maggiore di 6,5-7 t. Il grande vantaggio di queste vasche è quello di ridurre enormemente gli spazi necessari per la sala affioramento del caseificio. Ciò può consentire, negli interventi di potenziamento produttivo dei caseifici, di limitare o annullare i costi di ampliamento dei fabbricati. Peraltro, questi affioratori danno ottimi risultati dal punto di vista produttivo e riducono fortemente la manodopera. Con i sistemi tradizionali si prevede una vasca di affioramento per ogni doppiofondo, con sosta e cottura svolte nello stesso locale; ciò comporta un enorme spreco energetico, perché al mattino si cuoce e si scalda, mentre al pomeriggio e durante la notte occorre raffrescare. Oggi si dividono i locali (se possibile) e le vasche necessarie diventano 2 o 3 per 20 doppifondi; con l affioratore cilindrico verticale (figura 4.4) è sufficiente un cilindro di 5,5 m di diametro per 40 doppifondi. Si deve però prevedere la miscelazione del latte e si ha la spillatura del latte e il lavaggio automatici, con evidenti vantaggi per gli operatori, sicurezza sul risultato e maggiore igiene. Però la miscelazione richiede un latte sicuro all arrivo e quindi controlli alla fonte; per questo è auspicabile avere una o più vasche normali di scorta. In questi tipi di impianti si ha una sostanziale riduzione dei costi energetici, di lavorazione, di migliore resa del latte (fino a 0,5 kg di formaggio in più per 100 kg di latte) e di recupero di superficie coperta, con possibilità di ampliamenti a basso costo (la qual cosa bilancia i maggiori costi di acquisto). Di seguito si descrive un impianto a vasche affiancate montato da un anno in un caseificio con 30 doppifondi, con l'indicazione dei vantaggi ottenuti secondo l'esperienza del casaro. L'impianto prevede 2 vasche inox per affioramento latte, ciascuna della capacità di l, complete di agitatori, raffreddamento e spillatura latte, il tutto in modalità automatica controllata da PLC; il latte viene convogliato a caduta in una vasca di miscelazione inox della capacità totale di l. Le vasche di affioramento hanno: tripla parete per la circolazione dell'acqua di raffreddamento automatico, con isolamento esterno in lana minerale; agitatori per il movimento del latte durante il raffreddamento, con spegnimento in automatico; è possibile diminuire la fase di separazione naturale dell affioramento a piacere; valvola automatica per effettuare i cicli di spillatura notturna, determinando il trascinamento della parte e decidendo il tempo giusto della fase di affioramento; sollevamento in automatico della parte posteriore della vasca, tramite molle calibrate, per evitare di 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 35

36 lasciare latte buono nella panna, che sarà venduta a prezzo inferiore; possibilità di installare coperchi, per evitare l'attuale lavaggio manuale. La vasca di miscelazione serve per il contenimento del latte spillato notturno, che verrà raccolto a gravità e uniformato per mezzo di agitatori, in modo di ottenere un latte con indice unico di materia grassa completamente uniformato. La vasca ha: pareti isolate con lana minerale per evitare aumenti di temperature; coperchio di chiusura con pistoni pneumatici, per effettuare la sanitizzazione con CIP in modalità automatica; celle di carico installate sotto il basamento, per determinare l esatto contenuto di latte ed effettuare il dosaggio tramite pompa monovite nei doppi fondi. La pompa è completa di inverter, per la variazione in continuo della portata; il tutto è azionato tramite telecomando, per effettuare il giusto dosaggio di latte nelle caldaie. Il quadro di controllo dell'impianto permette di impostare e monitorare il ciclo di lavorazione, con identificazione delle varie fasi; vengono restituiti gli allarmi sui valori preimpostati, con gestione remota e assistenza tecnica. Il controllo e l'input dei comandi può essere fatto da smartphone. In sostanza, con l impianto descritto si punta a ottenere una buona pulitura del latte della sera, facendolo affiorare secondo gli intendimenti del casaro, decidendo sulla durata dell affioramento il rapporto tra grasso e caseina, come da disciplinare, ed evitando di lasciare latte inglobato nella panna (che viene commercializzata a prezzo chiaramente inferiore) Le economie attuabili sulle acque di lavaggio e sulla manodopera, rispetto agli impianti tradizionali, aiutano alla riduzione dei costi di trasformazione. Il titolo del grasso in affioramento viene decisa ogni sera dal casaro, in base al titolo di grasso del latte in arrivo, regolando poi il programma degli scarichi dell affioramento. Il rapporto grasso/caseina non supera mai 1,2 (per il disciplinare massimo 1,25). Il costo totale in opera di un impianto di questo tipo, per una lavorazione tradizionale del P-R, con verifica visiva dello stato del latte e per una cottura di 25 t/d di latte, è di IVA. La manodopera risparmiata può essere valutata in 1 h/d, che per un costo unitario di 35 /h porta ad un risparmio netto stimato di /anno. Altri effetti di risparmio possono essere così valutati: minore consumo di energia elettrica per il raffrescamento della sala (parziale e non totale), stimato in circa ; minore consumo di acqua di lavaggio e di oneri per depuratore pubblico, stimato in altri circa; risparmio di gas per il riscaldamento dell'acqua di lavaggio per le 20 vasche tradizionali, stimato in circa Per la resa, si può valutare un'aggiunta di 0,5 kg di formaggio per 100 kg di latte lavorato, dopo un anno dall inizio della lavorazione. Quindi, con 25 t/d di latte, abbiamo 125 kg/d di formaggio, che in un anno vogliono dire kg; se ipotizziamo una quotazione del formaggio di 7,50 /kg, otteniamo un maggior ricavo di /anno. Un obiettivo futuro è quello di risparmiare altre 3 h/d di manodopera per il lavaggio manuale delle vasche di affioramento, utilizzando CIP di lavaggio. Si potrebbe ottenere un risparmio ulteriore di circa TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 36

37 In base all'esperienza del casaro, maturata in un anno dall installazione, si possono elencare i seguenti vantaggi: la qualità del formaggio è aumentata; sono spariti quasi del tutto gli occhi che prima erano presenti nelle forme di formaggio; la resa è aumentata di oltre 0,5 kg per 100 kg di latte, grazie all impianto di affioramento; non si hanno più problemi di latte maturo, grazie al raffreddamento del latte; la manodopera è diminuita di circa 1 h/d (circa 30 h/mese); sono diminuiti i consumi di acqua, luce e gas. Passiamo alla descrizione di un impianto di affioramento cilindrico verticale, altra tecnologia estremamente innovativa per caseifici da P-R. L'impianto è costituito da un affioratore a 2 bacinelle sovrapposte, ciascuna con capacità di kg, sovrapposte al relativo mixer da kg; gli equipaggiamenti sono i seguenti: impianto automatico di spillatura latte, in base a conteggi di peso per le prime fasi e alla misura del titolo di grasso nella fase finale del prelievo; predisposizione per accoppiamento a impianto di lavaggio automatico in CIP; coperchi bacinelle a sollevamento pneumatico (aperti in fase di affioramento come previsto dal disciplinare e chiusi in fase di lavaggio); software di controllo estremamente evoluto e completo, frutto di anni di esperienza di questo particolare processo. Il carico latte avviene tramite una pompa a lobi di prelievo dall autocisterna all affioratore; la spillatura è eseguita per mezzo di valvole modulanti, sfruttando la caduta del latte per gravità ed evitando di manipolare il latte con una pompa durante questa delicata fase. L invio in caldaia del latte magro avviene tramite una pompa a lobi comandata da contalitri magnetico e una tubazione flessibile di dosaggio (o l impiago di carrelli automatici di dosaggio); l invio in caldaia del latte intero del mattino avviene direttamente tramite spinta con soffiante. A richiesta, è implementabile il dosaggio per mezzo della pompa di ricevimento del latte che si innesti sulla linea di dosaggio. Ogni affioratore ha le seguenti caratteristiche costruttive: fondi conici in acciaio inox AISI 304 laminato a freddo; fasciame cilindrico in acciaio inox AISI 304 laminato a freddo; isolamento termico sul fasciame cilindrico e sul fondo, rivestito in acciaio inox AISI 304 laminato a freddo (opzionale su richiesta); telaio di supporto in acciaio inox AISI 304; tetto conico mobile (chiusura in fase di lavaggio) con movimentazione pneumatica; dispositivo di lavaggio chimico forzato con 4 sfere forate, esecuzione in acciaio inox 18/8 AISI 304; esecuzione igienico sanitaria secondo norme alimentari CEE 89/392 e conforme D.L. 626; diametro massimo di mm, altezza massima di mm e sponda/battente nominale d i 260 mm. Le linee alimentari, comprensive di tubazioni, valvole sanitarie e apparecchiature elettro-strumentali, sono realizzate da personale altamente specializzato con: 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 37

38 tubazioni in acciaio inox alimentari (lucide interne ed esterne), spessore 1,5-2 mm, secondo DIN 11851; saldature in atmosfera protetta con gas-argon 99,99% inerte, decapate; raccordi sanitari con saldatura interna. Le linee alimentari da realizzare sono le seguenti: linea spillatura (prelievo latte magro); linee di carico mixer latte magro; linee di lavaggio affioratori; linea di lavaggio mixer latte magro. I comandi pneumatici delle varie valvole alimentari sono cablati con tubi Rilsan, partendo dalle cassette di comando, sino agli attuatori delle valvole distribuite sull impianto, utilizzando le canaline e i percorsi realizzati per i cablaggi elettrici. L'impianto completo prevede l'installazione della strumentazione elettronica di processo necessaria al funzionamento. In particolare, la coppia di affioratori è equipaggiata da: impianto a 4 celle di carico per controllo spillamento, con trasduttore di peso digitale collegato in rete ethernet; proximity di controllo posizione coperchi; un sensore di tubo vuoto per il rilevamento di fine panna durante il trasferimento della stessa al serbatoio di stoccaggio; un misuratore ottico per la lettura continua del titolo di grasso. I principali vantaggi dell affioratore verticale cilindrico rispetto al sistema a vasche rettangolari sono i seguenti: minori percorsi del latte; maggiore capienza a parità di area occupata; migliore lavaggio; notevole recupero di spazi (tra tradizionale e verticale si passa da 500 a 50 m 2, a parità di latte lavorato); maggiore automazione elettronica nella gestione. Fra gli svantaggi, invece, bisogna ricordare il maggiore costo; con riferimento ad una cottura di 40 t/d di latte abbiamo: per l'affioratore, per l'impiantistica e per l'automazione, per un totale di circa , contro i circa di un sistema tradizionale, a parità di potenzialità. Per il CIP completo di lavaggio bisogna aggiungere altri Isolamento termico delle strutture Nella costruzione di una struttura casearia è importante prevedere un buon grado di isolamento dei locali. In particolare, i locali da coibentare sono soprattutto i seguenti: sala affioramento, se si utilizzano vasche tradizionali, e magazzino di stagionatura. Ovviamente, la coibentazione ha lo scopo di limitare la spesa energetica per il riscaldamento e per il raffrescamento, perché si limitano le perdite termiche verso l'esterno in inverno e gli ingressi di calore dall'esterno in estate. 4. TECNOLOGIE PER IL RISPARMIO ENERGETICO 38

39 Il grado d'isolamento termico necessario deve essere stabilito mediante opportuni calcoli (bilancio termico dell'edificio), con riferimento ai parametri climatici medi della zona e alle condizioni micro-climatiche di progetto. Per i magazzini di stagionatura c è una proposta innovativa interessante, della quale esiste un prototipo presso l ERSAF di Carpaneto di MN, relativa all applicazione di un isolamento termico attivo a guadagno energetico (consumo di energia prossimo a zero) Conclusioni A conclusione di questa lunga disamina delle principali innovazioni tecniche attuabili nei caseifici al fine di migliorare l'efficienza energetica (e non solo), si vuole ricordare una questione che sta diventando sempre più interessante: l'adozione di sistemi diagnostici per l'uso efficiente dell'energia. Si tratta di sistemi intelligenti che consentono di elaborare i dati raccolti in continuo nello stabilimento, al fine di evidenziare i consumi eccessivi (in confronto a valori standard desunti da banche dati) e di proporre le possibili azioni correttive da attuare (risparmio, produzione energetica da fonti alternative, ecc.). Tali possibilità operative sono anche collegate alla tele-assistenza, cioè alla possibilità che determinati allarmi di funzionamento o il monitoraggio stesso di alcuni impianti possano essere visionati direttamente dai centri di assistenza, per permettere un rapido intervento o addirittura l'invio di comandi da remoto per risolvere i problemi evidenziati. E' evidente che questi sistemi diagnostici possono trovare applicazione in caseifici con dotazioni tecnologiche moderne, che già prevedono centraline elettroniche di controllo e software specifici di gestione. Tutto ciò, oltre a consentire lo svolgimento del lavoro in modo più efficiente e preciso, permette risparmi di lavoro e di costi. In generale, si può ribadire che l'efficienza energetica non deriva solo dall'impiego di macchine e impianti moderni, ma anche dall'adeguata progettazione degli spazi, dall'uso corretto delle tecnologie, limitando il più possibile il loro funzionamento inutile e dalla corretta organizzazione interna del caseificio, con limitazione dei percorsi non produttivi degli addetti e delle superfici coperte eccedenti i reali fabbisogni. 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 5.1. Premessa La trasformazione del latte in P-R richiede consumi energetici non trascurabili che incidono mediamente del 10% sui costi di produzione; facendo riferimento ad impianti moderni con doppifondi, in grado di trasformare t/anno di latte, i costi sono pari a circa 12,0 1-13,32 /t di latte conferito. 1 Fonte Rivieri: T, Rivieri F, Efficienza energetica e rinnovabili per il caseificio del futuro. Note alla presentazione. Atti dell incontro tecnico Innovazione strutturale e tecnologica dei caseifici, Gattatico, 29 luglio. CRPA RER. Disponibile all indirizzo: 29_07_15_I nnovazionitecnologiche.pdf 2 Fonte: Rossi P, Assetto strutturale e consumi energetici dei caseifici. Atti dell incontro tecnico Innovazione strutturale e tecnologica dei caseifici, Gattatico, 29 luglio. CRPA RER. Disponibile all indirizzo: onsumiimpianti.pdf. 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 39

40 Considerando, poi, che anche per tali impianti i bilanci economici tendono alla parità, è evidente come il contenimento anche modesto dei costi di trasformazione possa portare a dei risultati tali da poter dare spazio a nuovi investimenti e a migliorie di processo altrimenti difficili da attuare. Sul fronte energetico risulta quindi interessante valutare il possibile impatto delle tecniche di razionalizzazione dell impiego dell energia termica ed elettrica e dell utilizzo delle fonti rinnovabili. Tra queste ultime vanno annoverati il fotovoltaico e il solare termico, dei quali vengono di seguito analizzate le potenzialità applicative limitatamente al settore oggetto di studio La radiazione solare La radiazione solare è la radiazione elettromagnetica e corpuscolare emessa dai processi termonucleari di fusione dell'idrogeno contenuto nel Sole; da essa dipendono tutti i fenomeni fisici, biochimici e climatici che rendono possibile la vita sul nostro pianeta. La potenza che il Sole indirizza verso la Terra è di un'entità talmente grande che è difficile comprenderla appieno: si tratta di 174 PW, ovvero di 174 milioni di miliardi di watt! L'energia emessa dal Sole raggiunge la fascia esterna dell'atmosfera terrestre con un'intensità incidente di W/m 2, considerando una superficie perpendicolare ai raggi solari; questo valore è detto costante solare (Ics), benché sia variabile da un minimo di a un massimo di W/m 2 per effetto dell'orbita terrestre ellittica e, quindi, della distanza Sole-Terra non costante durante l'anno. L'azione di filtro dell'atmosfera terrestre nei confronti della radiazione solare comporta i seguenti effetti: una parte della radiazione viene nuovamente riflessa verso lo spazio; una parte viene assorbita dall'atmosfera; una parte viene diffusa dall'atmosfera (fenomeno di scattering, grazie al quale vediamo il cielo di colore blu). Il dato utile ai fini pratici è la massima potenza sulla superficie terrestre, pari a W/m 2, in condizioni di cielo sereno e con il Sole allo zenit. A tale potenza e alla temperatura di 25 C si riferiscono infatti i test di laboratorio dei moduli fotovoltaici (STC=Standard Test Conditions). La radiazione solare che può raggiungere una superficie generica posta sulla Terra si distingue in 3 componenti: diretta, che colpisce la superficie con un unico e ben definito angolo d'incidenza; diffusa, che colpisce la superficie dopo aver subito una deviazione più o meno consistente (ad esempio per effetto delle nuvole); riflessa (albedo), che colpisce la superficie dopo essere stata riflessa da un'altra superficie sulla Terra (terreno, acqua, neve, edificio, ecc.). L'entità delle diverse quote di radiazione solare dipende da numerosi fattori, fra i quali le condizioni meteorologiche, l'inclinazione della superficie captante rispetto all'orizzontale e la presenza di superfici riflettenti. Con cielo sereno il 90% della radiazione è diretta, mentre con cielo molto coperto o con nebbia fitta la radiazione può essere completamente diffusa (figura 5.1). La quantificazione dell'energia solare potenzialmente disponibile viene fatta con riferimento a due grandezze tipiche, l'una misura di potenza, l'altra misura di energia: irraggiamento (irradiance), potenza irradiante che il Sole scarica su una superficie unitaria, in 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 40

41 kw/m2; radiazione o irradiazione (irradiation), energia irradiante captata da una superficie unitaria nell'unità di tempo, in kwh/m2 o MJ/m2; è il valore integrale dell'irraggiamento su un periodo di tempo stabilito. Grande influenza su tali parametri hanno la latitudine del sito e l'esposizione della superficie, cioè l'angolo azimutale rispetto a Sud e l'inclinazione rispetto all'orizzontale. La latitudine è rappresentata dall'angolo fra la verticale del punto considerato sulla superficie terrestre e il piano equatoriale. Per il nostro Paese si va da un massimo di 47 05'31'' Nord (cima Testa Gemella Occidentale, Alpi Aurine) a un minimo di 35 29'24'' Nord (punta Pesce Spada, isola di Lampedusa). Il GSE fornisce la valutazione dell'irraggiamento solare medio in Italia; nel grafico di figura 5.2, tratto dal Rapporto statistico 2014 Solare fotovoltaico è riportato l'irraggiamento medio orario giornaliero, dal quale si evince che il picco massimo è stato raggiunto nel mese di giugno (760 W/m 2), mentre i valori minimi si sono verificati in gennaio e dicembre.. La figura 5.3, tratta dal sito PVGIS3, riporta una carta tematica d'italia che evidenzia la radiazione solare globale annua (kwh/m2) su moduli fotovoltaici esposti in modo ottimale; alla colorazione più scura, presente sulla Sicilia, corrispondono valori uguali o superiori a kwh/m 2, mentre la colorazione verde chiaro, presente nelle valli alpine, indica valori di circa kwh/m 2. La pianura padono-veneta mostra una radiazione totale annua di kwh/m2. Già questi semplici dati, relativi alla sola Italia, mostrano la grande variabilità del potenziale solare al variare della latitudine. Portando all'estremo questo aspetto, si può dire che mentre nel Nord della Norvegia la radiazione globale annua è pari a circa 700 kwh/m2, nel Nord del Sudan e nel Sud della Libia tale radiazione balza a kwh/m2. L energia solare è oggi utilizzabile con sistemi commercialmente disponibili attraverso due modalità: produzione diretta di energia termica per il riscaldamento dell'acqua a temperature variabili tra i 40 e i 250 C, ma anche fino a C; produzione diretta di energia elettrica con caratteristiche tali da poter essere utilizzata dal produttore e/o essere riversata in rete. Entrambe le opzioni destano grande interesse e hanno caratteristiche tali da poter contribuire in modo significativo al contenimento dei consumi energetici nazionali e mondiali. Il solare termico può fare fronte ai fabbisogni di acqua calda sanitaria (ACS), che nel residenziale rappresentano almeno il 10 15% dei consumi energetici del settore, mentre in taluni comparti zootecnici e agro-industriali può fornire acqua calda tecnologica (ad esempio l'acqua necessaria ogni giorno nella sala di mungitura o nel caseificio). Il solare fotovoltaico (FV) produce energia di alta qualità (energia elettrica) il cui consumo, con particolare riferimento ai comparti del residenziale e dei servizi, è in continuo aumento, soprattutto nei mesi estivi. Il settore ha avuto una veloce espansione in questi ultimi anni, in quanto gli impianti sono di facile inserimento, di semplice utilizzo e, soprattutto, sono stati sostenuti con incentivi pubblici. In Italia, in particolare, l'espansione è stata impressionante, almeno fino alla fine del 2012, ed è stata fortemente stimolata da incentivi particolarmente alti, che si sono dimostrati ottime opportunità d'investimento, ma che hanno innescato anche fenomeni speculativi. 3 PVGIS: Photovoltaic Geographical Information System, European Commision, Joint Reserch Centre (JRC), Institute for Energy and Transport (IET). 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 41

42 5.3. Solare fotovoltaico Lo sfruttamento della radiazione solare per la produzione di energia elettrica è possibile grazie all'effetto fotovoltaico, scoperto nel 1839 dal giovane fisico francese A.E. Becquerel; questi verificò il fatto che in alcuni materiali l'intensità della corrente elettrica aumentava quando questi venivano esposti alla radiazione solare. Nel 1953 il fisico G. Pearson, dei Bell Laboratories (USA), costruì una cella solare al silicio e successivamente due suoi colleghi (Darryl Chapin e Calvin Fuller) realizzarono la prima cella in grado di produrre sufficiente energia elettrica per alimentare normali dispositivi elettrici casalinghi. Da allora i progressi del settore sono stati notevoli e hanno portato alla costruzione di celle fotovoltaiche sempre più efficienti e meno costose, con un successo commerciale crescente, fino al vero e proprio boom di questi ultimi anni. L interesse nei confronti della tecnologia fotovoltaica può essere attribuito alle seguenti principali ragioni: produzione diretta e istantanea di energia elettrica senza organi in movimento; produzione di energia nei momenti di maggior richiesta (ore diurne); sviluppo delle tecnologie di produzione, con rendimenti delle celle FV in crescita; sistemi modulari facilmente integrabili in strutture edilizie esistenti; semplicità di installazione e di utilizzo; scarse richieste di manutenzione ed elevata vita utile dell'impianto (non meno di 30 anni); scarsi problemi di smaltimento finale; incentivi economici pubblici, particolarmente elevati in Italia nella fase di diffusione della tecnologia (Conti Energia). Per il settore agricolo gli elementi vincenti sono stati probabilmente l elevato incentivo, la semplicità di utilizzo e le modeste richieste di interventi di manutenzione, con il risultato che il tempo sottratto alle maestranze aziendali per le normali mansioni aziendali è limitato e l azienda può beneficiare di un reddito integrativo regolare per un lungo periodo di tempo, con il quale può affrontare con minori incertezze le difficoltà del mercato (nel caso di incentivazione con il Conto Energia). A confermare ciò vengono i risultati dell indagine condotta nell'ambito del progetto Re Sole nel 2010, su un campione di allevatori emiliano-romagnoli: il 93% degli intervistati dichiarava di ritenere molto importanti gli investimenti nelle energie rinnovabili e nel risparmio energetico e il 78% affermava di avere intenzione di installare un impianto fotovoltaico nella propria azienda. Ulteriore conferma è quanto riportato al paragrafo relativo all'indagine sui 35 caseifici dell'area del sisma: il fotovoltaico è presente nel 34% dei casi del campione ed è l'unica rinnovabile sfruttata; inoltre, il fotovoltaico risulta la tecnologia sulla quale il 54% dei caseifici vorrebbe investire in futuro Aspetti tecnici L'effetto fotovoltaico, in estrema sintesi, è basato sul trasferimento di energia dai fotoni della radiazione solare al sistema elettronico dei semiconduttori e sulla captazione dell'energia stessa. Protagonisti principali sono quindi i materiali semiconduttori, che scaldandosi sotto l'effetto dei raggi del Sole passano da corpi isolanti a corpi conduttori. I materiali semiconduttori utilizzati per realizzare celle fotovoltaiche si possono dividere in due categorie: quelli cristallini, fra cui silicio e germanio, e quelli a film sottile, fra cui silicio amorfo, tellururo di cadmio e 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 42

43 diseleniuro di indio-rame. La cella è il componente elementare di un sistema FV; assemblando e connettendo elettricamente più celle si ottiene il modulo FV (figura 5.4). Un insieme di moduli collegati elettricamente in serie costituisce una stringa e più stringhe collegate in parallelo formano il generatore FV o una sua sezione. Le principali tipologie di moduli FV presenti sul mercato sono le seguenti: silicio monocristallino (c-si), con elevato rendimento (16-20%), ma con processo di produzione costoso, che comporta prezzi d'acquisto più alti rispetto alle altre principali tipologie; silicio policristallino (c-si), con minore rendimento (12-14%), ma con prezzi più bassi; silicio amorfo (a-si), con rendimento ancora inferiore (6-9%), ma adatto a condizioni di irraggiamento diffuso (presenza di nuvole); tellururo di cadmio (CdTe) e solfuro di cadmio (CdS), con bassi costi, crescente diffusione, discreti rendimenti (9-13%) e minore suscettibilità alle alte temperature; diseleniuro di indio e rame (CIS) e diseleniuro di indio, rame e gallio (CIGS), con basso costo e rendimenti (10-14%) ormai analoghi a quelli delle celle policristalline. Le diverse tipologie hanno differente capacità di sfruttare al meglio le componenti della radiazione solare e questo aspetto è uno dei più rilevanti, unitamente all'orientamento e all'inclinazione dei moduli, per la scelta del tipo d'impianto. Da un punto di vista tecnico, la produzione commerciale degli ultimi anni è migliorata soprattutto sotto il profilo dell affidabilità dei componenti e ha evidenziato una significativa riduzione dei costi. Fra le novità più interessanti si segnala la tecnologia dell'eterogiunzione, sulla quale operano differenti ditte a livello mondiale, con specifici brevetti. Uno di questi è il sistema HIT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) della Sanyo, che prevede due sottili strati di silicio amorfo che racchiudono uno strato di silicio monocristallino. Le qualità di questi moduli FV sono l'ottima efficienza (17-18%) e la buona resa anche in presenza di alte temperature (forte insolazione estiva) o in condizioni di radiazione diffusa. Altra novità è rappresentata dai pannelli solari ibridi, che sono in grado di convertire la radiazione solare in parte in energia elettrica e in parte in energia termica. In pratica, questi sistemi, detti PVT (PhotoVoltaic and Thermal), uniscono in un'unica struttura le caratteristiche di un pannello fotovoltaico e di un pannello solare termico. Grande vantaggio di questi impianti è il fatto che la presenza di uno scambiatore di calore per la produzione di ACS, posto in genere nella parte posteriore del modulo, porta, in condizioni estive, al miglioramento dell'efficienza dei moduli FV, in quanto si abbassa la temperatura di funzionamento delle celle. Una tipologia particolare di impianto FV è quella a concentrazione, nella quale l'irraggiamento solare viene concentrato mediante sistemi ottici sulle celle FV; si ottengono rendimenti più elevati rispetto agli impianti tradizionali, ma i costi sono maggiori. Gli impianti FV possono essere distinti, in base alla loro configurazione, in fissi e a inseguimento; i secondi, grazie a particolari strutture di sostegno e ad una specifica sensoristica, sono in grado di modificare l'orientamento dei moduli in base alla posizione del Sole, in modo da aumentare la resa di conversione del sistema. Nel comparto agricolo interessano esclusivamente gli impianti fissi, per installazioni su tetto o a terra, perché la disponibilità di superfici è in genere abbondante e ciò rende conveniente l'impiego di tecnologie più semplici e meno costose. Un'ulteriore distinzione, in base al tipo di configurazione, è quella fra impianti isolati e impianti connessi alla rete. 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 43

44 Gli impianti isolati (stand alone o off-grid) sono in grado di fornire energia elettrica in zone non raggiunte dalla rete di distribuzione pubblica, come ad esempio nei rifugi alpini o in abitazioni sparse delle campagne e della montagna. Per fare ciò, l'impianto FV viene integrato con un sistema di stoccaggio dell'energia prodotta durante il giorno, allo scopo di utilizzarla quando il Sole sarà tramontato; si utilizzano accumulatori adeguatamente dimensionati, costituiti da batterie ricaricabili di diversa tipologia, quali quelle al piomboacido AGM (Absorbent Glass Mat), al Gel o al litio, adatte ad operare in condizioni di scarica profonda (deep-cycle) e in ripetuti cicli di carica/scarica. L'accumulatore viene controllato da un regolatore di carica, che gestisce e stabilizza l'energia immagazzinata in base alle diverse esigenze. Gli impianti connessi alla rete (grid connected) possono immettere tutta o parte dell'energia elettrica prodotta nella rete pubblica di distribuzione, collegandosi in bassa o media tensione (raramente in alta tensione). Questi impianti, quindi, possono beneficiare degli incentivi pubblici che sono previsti, in Italia, dal Conto Energia. Un impianto di questo tipo è costituito dai seguenti componenti: generatore FV, dato dall'insieme dei moduli FV connessi elettricamente in serie/parallelo, installato su un edificio, su altra struttura (serra, tettoia, pensilina) o a terra; quadri elettrici di campo; inverter CC/CA per il controllo e il condizionamento dell'impianto; quadri di consegna e distribuzione (interfaccia rete). L'inverter (figura 5.5) è il cuore dell'impianto e ad esso e affidato l'importante compito di convertire l'energia elettrica proveniente dal generatore FV da corrente continua (CC) in ingresso, a corrente alternata (CA) in uscita, per l'utilizzo diretto o per l'immissione in rete. Questo sofisticato apparato elettronico è in grado di condizionare e regolare il funzionamento dell'impianto, grazie a specifici software e dispositivi hardware che pilotano la produzione fotovoltaica verso la massima potenza possibile nelle diverse condizioni operative (funzione MPPT, Maximum Power Point Tracker). Un meccanismo di autoregolazione molto importante è quello che consente l'immediato distacco degli inverter dalla rete nel caso di blackout elettrico, onde evitare il rischio di folgorazione per gli addetti alla manutenzione della rete e alla riparazione dei guasti. L'intenso sviluppo della tecnologia fotovoltaica ha portato alla produzione di numerosi modelli di inverter, differenti per dimensione e potenza d'impiego. Oggi sono disponibili grandi inverter centralizzati, per potenze del generatore da 100 a 500 kw e oltre, anche in versioni modulari con moduli estraibili, e inverter di stringa, di dimensioni più ridotte, per potenze di 3-40 kw, adatti per piccoli impianti, ma anche per grandi impianti multi-inverter. La nuova frontiera, infine, è rappresentata dai micro-inverter di ridottissime dimensioni, adatti per pilotare anche un solo modulo FV, per potenze di poche centinaia di watt. L'energia solare che un generatore FV può raccogliere dipende da numerosi fattori, alcuni dei quali sono già stati ricordati in precedenza: latitudine del sito (vedere paragrafo 4.1); angolo di azimut Sud; angolo di tilt; riflettenza degli elementi vicini al generatore; potenza di picco delle celle; temperatura dei moduli; 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 44

45 caratteristiche elettriche e di configurazione dell'impianto. L'angolo azimutale rispetto a Sud (γ) è la deviazione angolare verso Ovest o verso Est dell'asse immaginario passante al centro del generatore FV, parallelo al bordo laterale dei moduli, nell'ipotesi del medesimo orientamento per tutti i moduli. Per convenzione, si considera un angolo positivo quando la rotazione dell'asse è verso Ovest e negativo quando è verso Est, assumendo l'asse vincolato a Nord e libero a Sud (figura 5.6). La maggiore raccolta potenziale di energia solare si ottiene posizionando il generatore con azimut 0 ; al crescere dell'azimut, in positivo o in negativo, diminuisce la potenzialità dell'impianto, come mostrato in figura 5.7. L'angolo di tilt (β) è rappresentato dall'inclinazione dei moduli FV rispetto al piano orizzontale; l'angolo ottimale per massimizzare la raccolta annua di energia solare in un impianto connesso alla rete dipende dalla latitudine e dall'angolo di azimut; nelle condizioni della pianura emiliana si consigliano i per azimut 0. Bisogna però considerare che, nelle comuni situazioni di un'azienda zootecnica della pianura padana, questa inclinazione, corrispondente al 62,5% di pendenza, è possibile soltanto negli impianti a terra, in quanto i tetti delle strutture hanno falde con pendenze nettamente inferiori, comprese fra il 12 e il 35% (da circa 7 a circa 20 di inclinazione) (figura 5.8). I due angoli descritti interagiscono fra loro, così che ad azimut differente dall'ottimale il tilt consigliato può essere diverso da quello sopra indicato; ciò è illustrato nella tabella 5.1, dove ogni valore di radiazione deriva dall'incrocio fra un orientamento (azimut) e un'inclinazione (tilt). Si può notare, ad esempio, come nel caso di azimut 90 sia conveniente una pendenza bassa dei moduli. Per gli impianti FV off-grid, nei quali le priorità sono una buona distribuzione della produzione nell'arco dell'anno e la raccolta di sufficiente energia solare nei mesi invernali, l'angolo di tilt deve essere aumentato fino a Ai fini della producibilità del generatore ha rilevanza anche la riflettenza del terreno (nel caso di impianti a terra) e/o degli elementi costruttivi o naturali posti nelle vicinanze del generatore FV. La potenza di picco di una cella, espressa in Wp, è la potenza erogabile nelle condizioni standard (STC), che sono le seguenti: irraggiamento incidente di W/m2, temperatura dei moduli di 25 C, spettro radiazione solare di 1,5 AM (Air Mass), assenza di vento. La potenza di picco è una caratteristica riportata nelle schede tecniche dei diversi modelli di moduli FV. Ma un altro aspetto da tenere in debito conto è la temperatura operativa dei moduli, che può comportare un calo di rendimento delle celle quando supera certi livelli. Il parametro utilizzato per misurare l'efficienza delle celle da questo punto di vista è il NOCT, sigla inglese che significa Nominal Operating Cell Temperature (letteralmente: temperatura operativa nominale della cella). Il NOCT è la temperatura raggiunta dalle celle in un modulo sottoposto alle seguenti condizioni: irraggiamento sulla superficie delle celle di 800 W/m2; temperatura dell'aria di 20 C; velocità del vento di 1 m/s; installazione con lato posteriore libero. Il NOCT può variare indicativamente da 35 a 55 C ed è dipendente da elementi intrinsechi al modulo 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 45

46 (materiali, modalità di assemblaggio); anche questo valore è in genere riportato nelle schede tecniche dei pannelli FV. Nelle installazioni su tetto, soprattutto nelle situazioni di integrazione architettonica totale, ci possono essere problemi per la scarsa o nulla ventilazione della faccia inferiore dei moduli, con conseguente aumento della temperatura operativa delle celle durante la stagione calda, ben al disopra del NOCT caratteristico. Quando è possibile, il consiglio è quello di lasciare un'intercapedine di aria libera fra estradosso del manto di copertura e intradosso dei moduli, per consentire una buona ventilazione per effetto camino, che aiuta a limitare il surriscaldamento dei moduli stessi, con benefici in termini di rendimento totale. Alcuni aspetti pratici devono essere attentamente valutati nella fase di installazione di un impianto FV; fra questi ha grande rilevanza l'analisi delle ombre per i diversi periodi dell'anno. Per gli ombreggiamenti clinometrici, dovuti alla presenza di montagne, colline, boschi, edifici o altre strutture di una certa entità poste a grande distanza dal generatore FV tale per cui è lecito ipotizzare che l'effetto di questi elementi sia uguale su tutta la superficie del generatore l'analisi può essere affrontata avvalendosi dei diagrammi solari, che sono la rappresentazione grafica del moto apparente del Sole in un certo luogo e per i diversi mesi dell'anno. Nella figura 5.9 è riportato un diagramma solare di tipo cartesiano riferito alla città di Reggio Emilia; in questo diagramma, realizzato tramite uno specifico tool dell'atlante italiano della radiazione solare (ENEA; l'asse delle ascisse riporta l'azimut solare (angolo γ, formato dai raggi solari con la direzione Sud), mentre l'asse delle ordinate riporta l'elevazione del Sole (angolo α, formato dai raggi solari con la superficie orizzontale). Gli ombreggiamenti locali sono quelli dovuti a strutture artificiali fisse o ad elementi naturali posti a poca distanza dal generatore FV (edifici, alberi, pali, comignoli, ecc.), in modo che il loro effetto muta al variare della stagione e dell'ora del giorno; questi ombreggiamenti possono essere limitati o totalmente annullati grazie ad un'accurata progettazione, che consideri attentamente la disposizione dei moduli. Peraltro, bisogna considerare che negli ambienti rurali non è difficile ritrovarsi ad operare in condizione di ombreggiamento molto limitato o praticamente nullo, sia per installazioni a terra, sia per installazioni su edificio. Altro aspetto da considerare è quello dei cablaggi elettrici; questi devono essere ordinati, brevi (nel limite del possibile) e ben protetti, perché in ambiente rurale c'è il problema dei topi. Gli inverter dell'impianto devono essere installati preferibilmente all'aperto, o in ambienti ben ventilati e ad essi dedicati; ciò deriva dalla necessità di limitare gli effetti del magnetismo. Infatti, mentre i generatori FV creano campi magnetici molto modesti, perché la corrente prodotta è continua e il voltaggio è limitato, gli inverter generano campi magnetici alternati che possono rappresentare un rischio per gli animali e per le apparecchiature elettroniche (induzione di correnti elettriche nei corpi conduttori esposti). In particolare, è bene che gli inverter siano collocati lontano da aree di stabulazione degli animali e da zone di mungitura o di lavorazioni abituali Potenzialità produttiva degli impianti fotovoltaici La potenzialità produttiva di un generatore FV può essere stimata con l'ausilio di uno dei numerosi programmi disponibili in rete, che utilizzano banche dati relative all'irraggiamento riferite a numerose località italiane. Ponendo pari a 100 l'irraggiamento solare in un determinato luogo, si evidenziano perdite nella conversione fotovoltaica dovute a varie cause, fra le quali fenomeni di riflessione, fotoni poco o troppo energetici, ricombinazioni, perdite termiche, ecc., così che l'efficienza massima non supera, in genere, il 20% e può essere anche molto più bassa per talune tipologie di moduli FV. 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 46

47 Un esempio può aiutare a capire i concetti essenziali: si sceglie la località di Reggio Emilia e con l'aiuto del già citato Atlante italiano della radiazione solare di ENEA si individua la radiazione globale giornaliera media mensile (Rggmm) al suolo, su superficie orizzontale, inserendo la latitudine di 44 42', la longitudine di 10 38' e optando per la metodologia di calcolo della frazione della radiazione diffusa sulla totale di ENEA-Solterm. Si suppone che il generatore FV non sia soggetto a ombreggiamento da parte di elementi fissi per tutto l'anno. La Rggmm viene calcolata per tutti i mesi: il valore massimo è di 6.457,6 Wh/m 2 (mese di luglio), mentre il valore minimo è 1.243,3 Wh/m2 (mese di dicembre). La radiazione globale annua sulla superficie orizzontale, per l'anno convenzionale di 365,25 d, risulta pari a circa kwh/m 2. Si suppone un generatore FV a terra, installato nelle condizioni ottimali per la zona considerata (azimut 0, tilt 32 ), fissando un coefficiente di riflessione del suolo di 0,1. Il programma restituisce la Rggmm al suolo su superficie inclinata per tutti i mesi dell'anno; la radiazione globale annua sulla superficie inclinata risulta pari a circa kwh/m2. Fissando un'efficienza delle celle FV del 15% (silicio policristallino), si stima l'energia potenziale (EP) che l'impianto può raccogliere: EP = ,15 = 239,1 kwh/m2 anno Considerando una perdita totale di sistema del 25% (perdite energetiche da assemblaggio, inverter, surriscaldamento, fermi tecnici, trasformatori, polvere o neve sui moduli, ecc.), e quindi un rendimento medio annuo del 75%, si può valutare l'energia utile (EU) che può essere raccolta dal generatore FV: EU = 239,1 0,75 = 179,32 kwh/m2 anno A titolo di raffronto, in tabella 5.2 si riportano le produzioni unitarie di 7 impianti FV reali monitorati dal CRPA nell'ambito del progetto regionale Re Sole. Il monitoraggio ha avuto una durata compresa fra 1 e 3 anni a seconda dell'impianto ed è quindi particolarmente significativo per la realtà agricola di pianura; tutte le aziende, infatti, sono comprese nelle aree di pianura della provincia di Reggio Emilia Solare termico Un impianto solare termico consente di trasformare la radiazione solare in energia termica utile, sotto forma di acqua e/o aria calda. L Italia presenta condizioni meteorologiche più che buone per l impiego di questa fonte. Di fatto, la radiazione annua sull unità di superficie orizzontale varia, a livello nazionale, tra e kwh/m 2 e presenta una differenza tra Nord e Sud intorno al 40% a carico soprattutto dei mesi invernali. Per massimizzare la raccolta della radiazione occorre disporre di superfici orientate a sud ed inclinate di circa per le aree meridionali e di circa per il settentrione. La tabella 5.3 si riferisce in modo specifico alla provincia di Reggio Emilia e offre una indicazione della potenzialità della fonte e delle sue possibili variazioni in diverse condizioni di esposizione delle superfici. Si tratta di valori lordi che, una volta trasformati in energia termica utile, si riducono notevolmente, almeno della metà. In genere gli impianti solari termici sono suddivisi in tre categorie: - impianti a bassa temperatura, nei quali si raggiungono temperature massime operative di C, utilizzati soprattutto per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS) o per il riscaldamento (e anche raffrescamento) degli ambienti. Questa categoria copre la quasi totalità delle applicazioni pratiche odierne; 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 47

48 - impianti a media temperatura; nei quali si raggiungono temperature massime di C, di interesse dei processi industriali; - impianti ad alta temperatura, nei quali si raggiungono temperature superiori ai 250 C, ancora in fase di pre-industrializzazione, nei quali la radiazione solare è normalmente trasformata in energia termica e successivamente convertita in energia elettrica con cicli termodinamici. Le applicazioni a bassa temperatura sono proprie dei collettori solari piani, che captano l energia solare nella sua intensità originaria, mentre per le applicazioni a temperature più elevate sono necessari i collettori concentratori, che convergono la radiazione solare disponibile su una certa superficie su superfici più ridotte. Nel secondo caso, quindi, tanto più elevato è il fattore di concentrazione, tanto più sono elevate le temperature. Una ulteriore particolare categoria è costituita dagli impianti ibridi, ovvero impianti che producono contemporaneamente energia elettrica e termica. I collettori ibridi possono essere piani oppure a concentrazione. Stimolo alla diffusione del solare termico, almeno in Italia, sono state le disposizioni normative, come il decreto legislativo 192/2005 (e successive modifiche), che ha posto l'obbligo, nel caso di edifici di nuova costruzione o in occasione di nuova installazione o ristrutturazione di impianti termici, di utilizzare fonti rinnovabili per la produzione di energia termica, in modo tale che il loro apporto copra almeno il 50% del fabbisogno annuo di energia primaria necessaria per la produzione di ACS. In taluni regolamenti edilizi comunali i requisiti prestazionali prevedono che l'impianto solare sia in grado di coprire l'intero fabbisogno energetico dell'organismo edilizio per il riscaldamento dell'acqua sanitaria, nel periodo in cui l'impianto di riscaldamento è disattivato. Altro elemento trainante è stato ed è la detrazione fiscale per la riqualificazione energetica degli edifici. Soltanto recentemente, con il Conto Termico, si è arrivati alla definizione di specifici incentivi anche per questa tecnologia. Le diverse tipologie impiantistiche possono soddisfare una vasta gamma di esigenze per diversi settori. L installazione dei semplici sistemi a circolazione forzata o l applicazione degli impianti combinati, nei quali l'energia termica prodotta viene utilizzata per riscaldare non solo l'acqua sanitaria, ma anche l'acqua circolante nell'impianto di riscaldamento, stanno diventato applicazioni sempre più diffuse a livello europeo. Le applicazioni più comuni sono quelle per la produzione di ACS, grazie anche ai costi contenuti e alla semplicità della tecnologia. Il solare termico trova numerose applicazioni nei settori industriale e agricolo, ad esempio in cantine, caseifici e aziende agricole, per la necessità di calore a bassa temperatura in diversi processi produttivi. Nel comparto zootecnico, soprattutto nel settore lattiero, il sistema è interessante per la possibilità di fornire acqua calda tecnologica da utilizzarsi in talune attività d'allevamento, come i lavaggi previsti nella zona di mungitura o il riscaldamento di specifiche aree Aspetti tecnici Un impianto solare termico standard è composto da diversi componenti, ognuno dei quali ha una funzione specifica. L elemento fondamentale è il collettore solare, più comunemente denominato "pannello solare". Altri elementi indispensabili sono i seguenti: struttura di sostegno, generalmente in profilati metallici, in grado di ancorarsi alle strutture portanti di copertura degli edifici, o al suolo, e predisposta per sostenere i pannelli solari e l'eventuale bollitore; 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 48

49 fluido termovettore (o di lavoro), rappresentato in genere da un liquido (acqua con antigelo), ma anche da aria, necessario al trasferimento del calore dal punto di produzione al punto di scambio o di utilizzo; accumulo termico isolato termicamente, o bollitore, indispensabile per rendere disponibile l'energia termica nelle quantità definite dai calcoli di progetto e in momenti nei quali non c'è produzione da parte dei collettori. A seconda della tipologia d'installazione, possono poi essere presenti anche i seguenti componenti aggiuntivi4: - un generatore termico integrativo di tipo tradizionale per sopperire alla discontinuità della fonte solare e alla minore disponibilità invernale, rappresentato da una caldaia a combustibile fossile o a biomasse o da un boiler elettrico (quest'ultimo non è consigliabile, a meno che non sia presente anche un impianto FV); - uno o più scambiatori di calore, per il trasferimento del calore dal fluido termovettore al fluido secondario (acqua sanitaria, fluido vettore dell'impianto di riscaldamento); - una o più pompe di ricircolo del fluido termovettore, con relativa centralina di comando, nel caso di impianti a circolazione forzata; - uno o più vasi di espansione, per far fronte alle dilatazioni termiche del fluido termovettore; - una serie di dispositivi di sicurezza e controllo dell impianto quali valvole di sfiato, valvole di sicurezza, valvole di intercettazione, termostati, ecc. Nelle applicazioni a bassa temperatura, le principali tipologie di collettori sono: - collettori non vetrati o scoperti (per temperature fino ai C); - collettori vetrati piani (selettivi e non selettivi, fino a C); - collettori sottovuoto (fino a C). Il rendimento termico dell'impianto (η) è espresso dal rapporto fra l'energia termica resa all'utilizzatore finale (ET) e la radiazione solare disponibile (ES): η = ET / ES Il rendimento varia in base alle caratteristiche dell'impianto e alla stagione. Molto importanti sono gli angoli di azimut e di tilt, come si è detto per il solare FV, valutando attentamente le finalità dell'impianto solare termico in progetto (produzione di ACS, produzione di acqua calda per riscaldamento, produzioni concentrare in estate o in inverno, ecc.). Nella figura 5.10 viene evidenziato l'andamento del rendimento (o efficienza) di alcune tipologie di collettori al variare della differenza tra temperatura media di funzionamento dei pannelli e temperatura dell aria esterna. Infatti, le perdite di energia dei collettori dipendono soprattutto da questa grandezza e, come si può notare, al suo aumentare diminuisce la resa del pannello solare. La figura mostra come i collettori solari termici rendano tanto di più quanto più bassa è la loro temperatura di funzionamento. Va detto, tuttavia, che le basse temperature sono generalmente meno interessanti da un punto di vista applicativo, anche se una rivisitazione dei processi e della organizzazione impiantistica potrebbe permettere di trovare un buon compromesso tra livelli di temperature e rese energetiche della fonte solare. Di seguito si farà riferimento ai soli collettori piani (anche nella versione ibrida) e non più a quelli 4 Non si considerano in questa sede gli impianti a circolazione naturale in quanto non si ritiene siano di interesse dei caseifici oggetto di studio. 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 49

50 concentratori; le ragioni risiedono nella maggiore difficoltà applicativa di questi ultimi nei caseifici, come riportato più avanti. I collettori vetrati piani rappresentano la fetta più grossa (oltre l 80%) del mercato italiano del solare termico e costituiscono la soluzione standard per la produzione di acqua calda sanitaria. L elemento fondamentale è l assorbitore, costituito in genere da una lamiera metallica annerita nella sua parte superiore e dotata di tubi metallici integrati con tecniche diverse. I materiali più utilizzati sono il rame, l alluminio e l acciaio (anche inossidabile). L assorbitore ha quindi la funzione di captare la radiazione solare e di cedere il proprio calore al fluido che scorre nei tubi (figura 5.11). Il collettore è inoltre dotato di una copertura trasparente che consente il passaggio della radiazione solare e limita, nel contempo, la dispersione di calore verso l'ambiente esterno. L'assorbitore è isolato termicamente nella parte laterale e posteriore ed è contenuto all'interno di un telaio, in genere metallico o plastico. Incidono sulla prestazione energetica del collettore una serie di fattori, tra i quali: le caratteristiche fisiche dell assorbitore e della sua superficie annerita; le caratteristiche della copertura trasparente; l'efficacia dell isolamento; la tenuta alla corrosione (interna ed esterna) e alle infiltrazioni di acqua. I pannelli vetrati si distinguono a loro volta in due tipologie: pannelli ad assorbitore non selettivo, nei quali la lamiera e i tubi sono semplicemente verniciati di nero; garantiscono ottimi rendimenti nei mesi caldi e soleggiati, ma presentano problemi nei mesi freddi, a causa delle elevate dispersioni per irraggiamento verso l'ambiente circostante; pannelli ad assorbitore selettivo, con ottime rese anche nel periodo invernale, ma ovviamente con costi maggiori. Questi hanno la superficie captante, in rame o alluminio, ricoperta da una struttura multi-strato in grado di ottimizzare la raccolta della radiazione solare, limitando la perdita della frazione infrarossa; sopra al rivestimento selettivo viene posto uno strato protettivo e antiriflesso. Nelle migliori condizioni, oltre il 90% della radiazione solare può essere convertita in calore. Le dimensioni più consuete del singolo modulo sono di circa 2 m 2. I collettori sottovuoto (figura 5.12) sono particolarmente diffusi nei Paesi del Nord Europa, ma ancora poco presenti nel panorama italiano (14% delle applicazioni). Questi collettori possono raggiungere temperature superiori ai 90 C e presentano un'efficienza elevata, in media superiore del 10-15% rispetto ai collettori vetrati piani. Hanno il vantaggio di mantenere buone prestazioni anche in condizioni di scarsa insolazione e con bassa temperatura ambiente. Tali caratteristiche incidono ovviamente anche sul prezzo finale. Questi pannelli sono progettati con lo scopo di ridurre le dispersioni di calore verso l'esterno. Di fatto, i collettori sottovuoto sono normalmente composti da serie parallele di particolari tubi di vetro. Ogni tubo vetrato contiene al proprio interno un altro tubo concentrico, trattato con vernice scura e selettiva dotata di ottime caratteristiche di assorbimento e minima riflessione del calore; questo rivestimento trasmette il calore ricevuto dal Sole al fluido termovettore, che a sua volta lo trasporta all'accumulatore per la produzione di acqua calda. Tra i due tubi concentrici viene realizzato il vuoto, che presenta caratteristiche isolanti ottimali e consente di limitare la dispersione di calore verso l esterno, attraverso un "effetto thermos", molto efficace soprattutto durante i periodi più freddi. Essendo più efficienti a parità di prestazioni, i pannelli sottovuoto occupano una superficie minore rispetto ai collettori vetrati piani, ma risultano più costosi. Il fatto che il calore generato da ogni singolo tubo non venga ceduto direttamente al fluido circolante 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 50

51 (presente solo nelle testate), ma a un fluido intermedio, rende questi tubi indipendenti tra loro da un punto di vista idraulico, quindi di facile sostituzione in caso di danneggiamenti. I collettori di questo tipo possono produrre acqua calda sia per uso sanitario, sia per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti e sono adattabili alle principali soluzioni impiantistiche. I rendimenti elevati risultano particolarmente utili nella stagione invernale, dove ad una maggiore richiesta di calore corrisponde contestualmente una minore disponibilità di radiazione solare. I collettori ibridi piani (figura 5.13), infine, sono dei collettori fotovoltaici muniti, nella loro parte inferiore, di una piastra scambiante del tutto simile a un assorbitore solare, che ha sostanzialmente il compito di raffreddare le singole celle. In dipendenza delle scelte costruttive, il retro dello scambiatore può essere isolato termicamente o meno. Peraltro, più il raffreddamento è efficace, più la resa elettrica aumenta ma, nello stesso tempo, i livelli termici raggiungibili con il fluido circolante sono meno interessanti da un punto di vista applicativo. Gli impianti solari termici necessitano di sistemi integrativi di energia, che di norma sono rappresentati da una caldaia a gas o a biomassa e da un serbatoio di accumulo dell'acqua calda. Infatti, non è tecnicamente ed economicamente conveniente pensare ad un impianto solare completamente autosufficiente, perché si correrebbe il rischio, a causa dell aleatorietà della fonte solare, di non poter far fronte al carico termico di progetto in condizioni particolarmente avverse (clima sfavorevole per lunghi periodi, aumento momentaneo del fabbisogno dell utenza, ecc.) e i costi dell'impianto diventerebbero difficilmente sostenibili. Inoltre, vi è il problema dello sfasamento temporale tra la disponibilità di energia solare, normalmente nelle ore centrali della giornata, e la richiesta di ACS, frequentemente alla mattina e alla sera. Nel caso di impianti per la produzione di ACS risulta poi fondamentale la predisposizione di una valvola di miscelazione posta a valle del bollitore, destinata a miscelare l'acqua calda con acqua fredda, in modo da fornire in uscita acqua alla temperatura costante desiderata. La valvola, evitando l'uscita di acqua a temperature troppo elevate, evita il rischio di ustioni e limita la dispersione di calore nelle tubazioni. In precedenza sono stati considerati i soli collettori vetrati piani, sottovuoto e ibridi. Infatti, i collettori concentratori risultano meno fruibili dal punto di vista commerciale, probabilmente meno flessibili per quanto riguarda l installazione e meno performanti sotto il profilo energetico. Per questi impianti sono in genere necessarie strutture metalliche di sostegno per le superfici riflettenti, o degli assorbitori che includano anche i meccanismi di movimentazione per l'inseguimento del Sole. Inoltre, essi utilizzano la sola componente diretta della radiazione solare, ovvero quella che genera ombre nette, e sono più suscettibili ad anomalie di funzionamento (superfici riflettenti geometricamente non perfette, sensibilità al vento, rotture del sistema di movimentazione). Tuttavia, non va dimenticato che gli impianti a concentrazione offrono la possibilità di operare a medie temperature (superiori a C), sicuramente più interessanti sotto il profilo pratico, e che potrebbero, almeno in certe versioni, essere caratterizzati da investimenti potenzialmente inferiori ai collettori piani, per il minore impiego di materiali. I collettori concentratori potrebbero essere presi in considerazione in progetti pilota, ad esempio dove si intenda adottare sistemi solari di raffrescamento estivo e/o integrare con fonti alternative anche la produzione di vapore5,6. 5 Questa eventualità richiederebbe di raggiungere con i collettori concentratori temperature di C e di disporre di particolari accumuli termici. 6 Per la produzione di vapore si potrebbe pensare anche all uso di biomassa, per esempio pellet di legno o di sottoprodotti agricoli come i sarmenti. 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 51

52 In effetti, le moderate temperature richieste negli ambienti nel corso del periodo più caldo (circa 18 C) aprono, almeno sotto il profilo tecnico, la strada a sistemi di raffrescamento a energia solare (solar cooling). Questi ultimi si basano sostanzialmente su due sistemi: produzione di acqua calda alla temperatura più elevata possibile (80-90 C) per l alimentazione di gruppi refrigeranti ad assorbimento; impianti basati sull effetto raffreddante dell aria a seguito dell evaporazione di acqua e sull uso di collettori solari ad aria per l abbattimento dell umidità del flusso di aria raffreddata. Il primo sistema sembrerebbe più idoneo per i caseifici, in quanto permette l uso dell energia raccolta dai collettori anche nei periodi nei quali non viene effettuato il raffreddamento. I costi di investimento sono dell ordine dei /kw frigorifero (con le macchine frigorifere elettriche 1 kwf corrisponde a circa 0,35-0,40 kw elettrici). Tuttavia queste soluzioni si devono confrontare con l uso di collettori fotovoltaici che possono alimentare direttamente i gruppi refrigeranti già installati con interventi poco invasivi. Da un punto di vista generale, comunque, si preferisce non considerarli in questa sede per le seguenti motivazioni: - offerta di mercato non consolidata; - probabili difficoltà di installazione sulle coperture degli edifici di produzione, che rappresentano, nella generalità dei casi, l unica superficie disponibile. Considerando che un impianto solare per un caseificio dovrebbero essere costituito almeno da qualche decina di metriquadrati di collettori, lo schema generalizzabile è quello illustrato in figura 5.14, dove i collettori sono posti sul tetto degli edifici di produzione e il serbatoio di accumulo è sistemato in una posizione che minimizza le distanze sia dai collettori solari che dalle utenze. Solitamente, si realizzano dei circuiti chiusi, in cui il fluido circolante è tenuto separato dall acqua di utilizzo grazie a scambiatori di calore posti all interno o all esterno dei serbatoi di accumulo. Le pompe sono azionate (grazie alla centralina di controllo) solo quando la temperatura all interno dei collettori risulta superiore a quella dell accumulo. Come generatore integrativo possono essere adottate diverse soluzioni: integrazione con i generatori di vapore (sempre presenti), recuperi di calore da altre utenze o apposite caldaie indipendenti. Dal punto di vista energetico andrebbe evitato, in ogni caso, l uso di resistenze elettriche 7, anche se queste possono risultare attraenti per i limitati investimenti Potenzialità produttiva del solare termico I migliori prodotti disponibili sul mercato sono in grado di assicurare, nelle condizioni tipiche del Nord Italia e in prima approssimazione, rendimenti medi annuali di conversione dell energia solare in energia utile alla bocca delle utenze dell ordine del 40-45%, con temperature di funzionamento comprese tra i 45 e gli 80 C. Considerando che per la provincia di Reggio Emilia la radiazione solare sulle superfici orizzontali è in cifra tonda di kwh/m2, l energia ottenibile risulta, in presenza di impianti in grado di utilizzarla in pieno 8, 7 Di fatto, l energia elettrica (energia di alta qualità per la quale il sistema elettrico nazionale spende considerevoli quantità di energia primaria), andrebbe utilizzata per la generazione di energia meccanica. L energia termica a bassa temperatura, invece, andrebbe soprattutto resa disponibile attraverso dei recuperi (per esempio: dai gas di scarico di motori, dal calore di condensazione dei cicli frigoriferi, ecc.) o da fonti energetiche di bassa intensità, come appunto quella solare. Oggi il sistema elettrico nazionale spende circa 2,42 kwh di energia primaria (dei quali circa 0,47 kwh da fonti rinnovabili) per rendere disponibile 1 kwh elettrico alle utenze. 8 Nella pratica sono necessari degli accumuli termici isolati in modo ottimale, indicativamente pari a circa l/m 2 di 5. TECNOLOGIE PER L'ENERGIA SOLARE 52

53 indicativamente dell ordine dei kwh/m2 all anno (550 kwh in media, dei quali indicativamente i 2/3 disponibili nel semestre più caldo dell anno). Ciò corrisponde all energia, sotto forma di acqua calda, che si ottiene da circa 60 m3 di gas naturale con una caldaia ad alta efficienza o dal consumo di circa 580 kwh elettrici con resistenze ad effetto Joule. Queste indicazioni di carattere pratico danno, in termini sintetici, una idea dell energia risparmiata all anno per unità di superficie dei collettori (e anche del relativo valore economico). Nel caso dell applicazione di collettori ibridi, la resa termica media è pari a circa il 40% di quella sopra considerata (quindi circa kwh/m2 all anno9) con campi di temperature più ridotti (massimi di C). 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 6.1. Introduzione La produzione di biogas avviene grazie ad un processo di digestione anaerobica che, attraverso una popolazione batterica naturalmente selezionata, trasforma la sostanza organica in un gas composto principalmente da metano (50-80% in volume), anidride carbonica (50-20% in volume) e una piccola quantità di gas in traccia. La digestione anaerobica dei liquami zootecnici e dei sottoprodotti agro-industriali è particolarmente adatta per la produzione di biogas e, oltre ad avere una valenza economica, svolge un ruolo ambientale in quanto evita l emissione in atmosfera di gas serra (specialmente metano) che sarebbero in ogni caso prodotti negli stoccaggi per via dei processi anaerobici che si innescano naturalmente negli stessi. L'allevamento bovino da latte si presta molto bene per l'introduzione di impianti di biogas, grazie ad alcune caratteristiche peculiari che si trovano solo in questa tipologia di allevamento. La tecnica della digestione anaerobica, infatti, con tutte le sue specificità microbiologiche e impiantistiche è di fatto molto simile a quanto già avviene nell'allevamento bovino: la microbiologia presente nel digestore è molto simile a quella presente nel rumine di un bovino e l'utilizzo degli 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; il digestore, come avviene nell'allevamento bovino, viene alimentato con una razione che deve essere controllata per evitare squilibri nella microbiologia e nell'idraulica dell'impianto; il digestore produce un effluente di scarto, chiamato digestato, che qualora prodotto partendo da soli effluenti ha praticamente le stesse caratteristiche degli effluenti zootecnici e non modifica gli assetti colturali dell'azienda; la gestione degli effluenti non viene modificata in quanto la riduzione del volume è molto limitata, collettore. 9 Va poi aggiunta l energia elettrica prodotta dai componenti fotovoltaici. 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 53

54 gli stoccaggi necessari cambiano di poco e la distribuzione in campo può essere fatta con gli stessi mezzi utilizzati per gli effluenti tal quali. La conoscenza delle tecniche stabulative presenti nell'allevamento e la gestione operativa della stalla possono incidere in modo determinante nelle scelte del dimensionamento e delle performance produttive. Per tali ragioni, di seguito vengono illustrate le principali tecniche stabulative dell'allevamento bovino da latte, con le indicazioni sulle criticità e sulla loro gestione ottimale Organizzazione della stalla e gestione effluenti Nella tipica azienda da latte si allevano vacche e capi da rimonta; questi ultimi sono i bovini a diverso stadio di accrescimento destinati a sostituire le lattifere a fine carriera o quelle prematuramente scartate per problemi sanitari o riproduttivi. Nella progettazione di una stalla per bovini da latte i principi cardine che si devono considerare sono i seguenti: fornire agli animali le condizioni ambientali idonee a massimizzare le produzioni e a ottenere elevati standard di benessere; assicurare agli addetti di stalla il massimo comfort lavorativo in condizioni di sicurezza; contenere i costi di costruzione; limitare gli oneri di esercizio; permettere eventuali adattamenti per l'adozione di nuove tecnologie; ridurre entro limiti accettabili l'impatto ambientale. La progettazione e la conduzione di una stalla abbinata a un impianto di digestione anaerobica deve, oltre a quanto elencato precedentemente, tenere in considerazione nuovi aspetti: garantire di ridurre al minimo le perdite di potenziale metanigeno delle deiezioni e delle lettiere prodotte, adottando tecniche di gestione a rimozione rapida e frequente; ridurre al minimo la contaminazione con sostanze potenzialmente pericolose per la microbiologia anaerobica; gestire separatamente le acque meteoriche e/o di processo. Di seguito vengono riepilogate in modo sommario le principali tecniche di stabulazione e gli effetti che queste possono avere sulla gestione degli impianti di digestione anaerobica. I sistemi di stabulazione per le vacche da latte si classificano in due grandi famiglie: stabulazione fissa: è una tipologia ancora diffusa in molte regioni italiane, soprattutto negli allevamenti di piccole dimensioni (fino a lattifere), benché il numero di stalle fisse sia calato drasticamente negli ultimi anni, soprattutto nelle aree del Nord Italia a forte vocazione lattierocasearia. Questa forma di stabulazione è ormai da considerarsi superata e non più adatta a un allevamento razionale delle lattifere e dei bovini in genere; stabulazioni libera: è la tipologia di più recente introduzione e si può considerare oggi una scelta obbligata. Questa forma di stabulazione può assumere diverse configurazioni, che differiscono principalmente per la tipologia di zona di riposo e per la reciproca disposizione delle diverse aree funzionali della stalla. La zona di riposo può prevedere ampie aree a lettiera con differente conformazione (lettiera permanente, lettiera inclinata) e uso di quantitativi di lettime più o meno abbondanti, oppure cuccette (posti singoli) con o senza lettiera. Le cuccette sono disposte in file 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 54

55 parallele, separate da corsie di smistamento che permettono il movimento degli animali e l'accesso alle singole aree per il riposo. Oltre alla zona di riposo, la stalla libera prevede le seguenti altre aree funzionali: corsia di foraggiamento, adibita al transito dei mezzi meccanici per la distribuzione degli alimenti in mangiatoia; zona di alimentazione, destinata a ospitare gli animali durante la fase di alimentazione, ma anche per l'abbeverata e il semplice esercizio fisico. La pavimentazione di questa zona può essere piena o fessurata, con sottostante fossa di stoccaggio temporaneo delle deiezioni o, preferibilmente, di allontanamento rapido delle deiezioni; zona di esercizio (o paddock), generalmente scoperta ed esterna rispetto alla stalla; essa consente all'animale di beneficiare della cosiddetta ginnastica funzionale e dell'azione salutare del Sole. Nelle stalle a corpi separati il paddock collega la zona di alimentazione con quella di riposo e quindi deve avere una pavimentazione impermeabilizzata e agibile durante tutto l'anno. Nelle stalle accorpate, invece, il paddock è posto a lato della zona di riposo e può avere una superficie pavimentata o in terra; zona di mungitura, costituita dall'insieme delle aree destinate alle operazioni di raggruppamento delle vacche (zona di attesa), di estrazione del latte dalle mammelle (sala di mungitura) e di raccolta, stoccaggio temporaneo ed eventuale condizionamento del prodotto ottenuto (sala latte e locali di servizio). Ai fini della gestione dell'impianto di biogas uno degli elementi che maggiormente incide sul processo è la tipologia di zona di attesa. In taluni casi si tratta propriamente di una sala d'attesa, separata dalle aree adiacenti tramite pareti divisorie e/o semplici transenne e cancelli; in altri casi, dov'è possibile sfruttare porzioni della zona di alimentazione, non è presente un'area specifica, ma questa viene creata al momento della mungitura tramite l'impiego di cancelli. La pavimentazione della sala d'attesa è realizzata con materiali antisdrucciolevoli, ma discretamente pulibili (lastre piane di porfido, piastrelle di gres con rilievi, malte resinose, tappeti di gomma) ed è costituita da uno o più piani inclinati con pendenza del 5-10% verso i punti di raccolta dei reflui. In alcuni casi sono presenti vasche di grandi dimensioni riempite con acqua e prodotti disinfettanti per pulire i piedi degli animali prima del loro ingresso nelle poste di mungitura. In altri casi viene adottato il pavimento fessurato. La disponibilità di biomassa per la produzione di biogas in un allevamento di bovini da latte dipende dal numero di capi allevati, dalla loro produttività (quantità di latte prodotto per giorno), dalla quantità di paglia utilizzata e dall'efficienza di rimozione degli effluenti. La quantità di sostanza secca prodotta nell'allevamento può essere raccolta in due forme distinte: liquame, effluente non palabile (quindi pompabile) con poco lettime; letame, effluente palabile con abbondante materiale da lettiera. Le caratteristiche chimico-fisiche delle due tipologie di effluenti sono molto variabili sia nel corso del tempo (stagione), che da azienda ad azienda Il processo biologico Il processo di digestione anaerobica consiste nella degradazione della sostanza organica ad opera di diverse specie di batteri in ambiente privo di ossigeno, attraverso stadi di mineralizzazione e gassificazione, con formazione di una miscela di metano (CH4) e anidride carbonica (CO2) e con conseguente stabilizzazione del 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 55

56 substrato di partenza. La digestione anaerobica di un substrato organico semplice quale il glucosio è un esempio di degradazione in cui, attraverso un composto intermedio quale l acido acetico, si ottengono come prodotti finali metano e anidride carbonica (reazione di fermentazione metanica anaerobica). C6H12O6 3 CH3COOH CH3COOH CH4 + CO2 Metano e anidride carbonica, come detto, costituiscono i componenti principali della miscela gassosa che si forma a seguito del processo di degradazione, unitamente ad altri gas, quali ammoniaca (NH 3) e idrogeno solforato (H2S), la cui presenza dipende dalla composizione chimica delle matrici utilizzate come substrato di partenza. Il processo di degradazione della sostanza organica che porta alla formazione di biogas coinvolge almeno tre gruppi distinti di microrganismi che utilizzano differenti substrati e il cui metabolismo dà origine a differenti prodotti. I microrganismi attivi nei processi di digestione anaerobica sono quasi esclusivamente batteri, in quanto funghi, alghe e protozoi, essendo organismi aerobi, non possono vivere in ambiente privo di ossigeno. I batteri presenti in un digestore, inoltre, possono essere ulteriormente distinti in batteri facoltativi e batteri anaerobi obbligati: i primi, che sono più numerosi e sono quelli maggiormente coinvolti nella produzione di acidi organici (caratteristica delle prime fasi del processo), sono in grado di vivere sia in ambiente aerobico che anaerobico e si riproducono molto più velocemente dei secondi, in quanto attivi in condizioni ambientali molto più diversificate. Gli anaerobi obbligati, al contrario, sono fortemente inibiti dalla presenza dell ossigeno, si sviluppano più lentamente e in condizioni più strettamente controllate; essi sono altamente specializzati e sono i protagonisti delle ultime fasi del processo di digestione, in quanto responsabili della produzione di gas e in particolare di CH4. Oltre ai produttori di metano, nel processo di digestione anaerobica sono coinvolti altri gruppi di batteri in grado di ridurre le molecole di substrati che fungono da accettori di idrogeno (ad es. riduttori di composti organici, di solfati, di nitrati e nitriti); dal metabolismo di questi batteri si generano rispettivamente acidi, aldeidi, chetoni, alcoli, oltre a sostanze inibenti quali acido solfidrico (il cui contenuto dipende dalla quantità in zolfo inizialmente presente nel substrato da trattare) e ammoniaca. La percentuale di metano nel biogas varia, a secondo del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50 fino all 80% volume/volume circa. Visto che i microrganismi anaerobi hanno basse velocità di crescita e di reazione, occorre mantenere ottimali, per quanto possibile, le condizioni dell ambiente di reazione. Questo deve quindi risultare da un compromesso tra le esigenze dei singoli gruppi microbici, per consentire la loro crescita equilibrata. Il ph ottimale è intorno a 7-7,5, mentre la temperatura ottimale di processo è intorno ai 35 C, se si opera con i batteri mesofili, o di circa 55 C, se si utilizzano i batteri termofili. La figura 6.1 descrive il processo di digestione anaerobica Cos'è e come si utilizza il biogas Il biogas è una miscela composta prevalentemente da metano e da anidride carbonica, con tracce di idrogeno, idrogeno solforato, ammoniaca, ammine e vapore acqueo. La composizione e il rapporto dei diversi gas dipendono dalle caratteristiche chimiche dei substrati organici utilizzati, in particolare dal rapporto fra 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 56

57 carbonio, ossigeno, idrogeno, azoto e zolfo. In linea generale, composti con un'elevata presenza di ossigeno portano alla produzione di biogas più ricco di anidride carbonica e viceversa. La digestione anaerobica per il trattamento delle biomasse organiche trova applicazione negli allevamenti zootecnici perché: 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 di energia rinnovabile (biogas) dai liquami. La trasformazione del biogas in energia utilizzabile in azienda può avvenire: per combustione diretta in caldaia, con produzione di sola energia termica; per combustione in motori azionanti gruppi elettrogeni per la produzione di energia elettrica; per combustione in cogeneratori per la produzione combinata di energia elettrica e di energia termica. Con 1 m3 di biogas è possibile produrre 1,8-2 kwh di energia elettrica e 2-3 kwh di energia termica. La maggior parte degli impianti di biogas attualmente operativi utilizzano cogeneratori, che montano principalmente motori a gas con accensione a scintilla, oppure motori a doppia alimentazione (biogas e gasolio). Tra i vantaggi di questi ultimi abbiamo il fatto che, oltre a poter essere utilizzati anche con biogas avente un basso contenuto di CH4, hanno efficienze elettriche simili ai primi, anche quando sono di modeste dimensioni; questa caratteristica li rende particolarmente attraenti per i piccoli impianti. Quando le condizioni operative impongono la scelta di sistemi di maggior potenza, però, il consumo di gasolio diviene molto elevato e può raggiungere anche percentuali del 15% della miscela gassosa. I motori a gas, invece, a fronte di maggiori costi di investimento, sono in grado di raggiungere facilmente efficienze superiori al 34% oltre a garantire, mediamente, una vita utile più lunga. Il biogas, infine, dopo essere stato purificato a metano al 95-99% (upgrading), può anche essere utilizzato per autotrazione e/o immesso nella rete di distribuzione del metano (tale uso del biogas non è attualmente incentivato in Italia, a differenza degli altri biocarburanti, biodiesel e bioetanolo). Molti dei sistemi di upgrading sinora sviluppati (ad assorbimento con acqua o glicole polietilenico, a setacci molecolari, a membrana e ad ammine) hanno come scopo principale quello di rimuovere la CO 2, mentre altri sono più specifici e finalizzati alla rimozione di H 2S, idrocarburi alogenati o composti silico-organici Componenti di un impianto di biogas Un impianto di biogas è una complessa installazione di una varietà di elementi la cui struttura dipende in larga misura dalla quantità e qualità delle materie prime trattate. Poiché esistono diverse tipologie di substrati che possono essere digeriti negli impianti di biogas, ci sono, di conseguenza, varie tecnologie, diversi tipi di costruzioni e sistemi di funzionamento per trattare le diverse materie prime. Inoltre, a seconda del tipo, delle dimensioni e delle condizioni operative di ciascun impianto di biogas, esistono diverse tecnologie connesse per il trattamento, lo stoccaggio e l'utilizzo del biogas. Gli stessi aspetti riguardano lo stoccaggio e l'utilizzo del digestato. Negli impianti di biogas il processo produttivo prevede: trasporto, stoccaggio ed eventuale pre-trattamento delle materie prime; produzione di biogas (digestione anaerobica); 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 57

58 stoccaggio del digestato, eventuale trattamento e utilizzo agronomico; stoccaggio del biogas, trattamento e utilizzo. L'unità principale di un impianto di biogas è la vasca di digestione detta digestore, che è sempre connessa a una serie di altri componenti. Schematicamente: nella prima fase del processo (stoccaggio, pre-trattamento, trasporto e alimentazione dei substrati) le unità coinvolte sono: la vasca di stoccaggio dei liquami, ricezione/raccolta di eventuali co-prodotti pompabili, sistema di igienizzazione, se necessario, trincee di stoccaggio e sistema di alimentazione dei substrati solidi; la seconda fase del processo è relativa alla produzione di biogas nel digestore; la terza fase del processo è rappresentata dalla vasca di stoccaggio del digestato e il suo utilizzo agronomico come fertilizzante in campo; la quarta fase del processo (stoccaggio, produzione di biogas, trattamento e utilizzo del biogas) comprende il gasometro e l'unità di cogenerazione. Queste quattro fasi sono strettamente legate tra loro (ad es. nella fase 4 viene prodotto il calore necessario per il riscaldamento del digestore, fase 2). Gli impianti più comuni sono i cosiddetti CSTR (Completely Stirred Tank Reactor, ovvero reattori completamente miscelati e riscaldati) a singolo stadio. Nei digestori a doppio stadio, invece, è presente un pre-digestore dove avvengono prevalentemente le prime tre fasi del processo di digestione anaerobica (ovvero l'idrolisi, l'acidogenesi e l'acetogenesi). Nel secondo reattore, posizionato in serie, avviene prevalentemente la metanogenesi. Il substrato digerito (digestato) viene pompato fuori dal digestore e convogliato nelle vasche di stoccaggio. Queste, se coperte da teli gasometrici, possono permettere la raccolta del biogas residuo (post-digestione). In alternativa, il digestato può essere raccolto in vasche scoperte, eventualmente dotate di sistemi di copertura semplificati in grado di ridurre le emissioni residue (ammoniaca principalmente). In termini di qualità delle matrici alimentate all impianto, gli elementi principali che il gestore deve tenere in considerazione sono i seguenti: contenuto di sostanza secca: il quantitativo di acqua caricato con la sostanza secca modifica proporzionalmente il tempo di ritenzione idraulica degli altri co-prodotti. Ciò significa che la scelta di un prodotto deve tenere conto non solo degli aspetti economici connessi al suo reperimento ma, soprattutto, la compatibilità con i restanti prodotti utilizzati. In linea generale deve poter essere sempre rispettato il tempo di ritenzione idraulico minimo della biomassa a più elevato contenuto energetico ed economico; contenuto di ceneri: la quantità di ceneri influisce in modo direttamente proporzionale al contenuto energetico utile del prodotto caricato. A titolo di esempio, si tenga presente che una coltura dedicata ha un contenuto di ceneri pari a circa il 2-5% della sostanza secca, a fronte di circa il 20-30% di un effluente zootecnico; contenuto di azoto: la quantità di azoto totale e la sua frazione ammoniacale influenzano direttamente il processo di digestione e la gestione del digestato. Un quantitativo di azoto ammoniacale eccessivo può determinare in particolari situazioni inibizione del processo. Considerando il fatto che il processo di digestione anaerobica non modifica in modo sostanziale il contenuto di azoto caricato, ne consegue che quanto più azoto viene caricato con le biomasse tanto maggiori saranno le quantità di azoto da dover gestire con il digestato. In linea generale la valutazione del contenuto di azoto deve essere fatta come percentuale sulla sostanza secca. A titolo 6. TECNOLOGIE PER IL BIOGAS 58

59 di esempio, un cereale insilato ha un contenuto di azoto pari a circa l'1,5-2,5% della sostanza secca, contro il 5-8% degli effluenti zootecnici. Per dimensionare e gestire correttamente un impianto per la produzione di biogas è necessario tenere conto del potenziale metanigeno delle biomasse utilizzate. Occorre considerare, infatti, che solo una quota delle biomasse utilizzate, i solidi volatili degradabili, viene convertita in biogas. La quota di prodotto che non viene convertita costituisce il cosiddetto digestato, che deve poi essere stoccato e possibilmente utilizzato agronomicamente. La filiera biogas, di fatto, è praticamente l'unica filiera bioenergetica in cui un residuo del processo produttivo è così fortemente vincolante in termini gestionali, normativi ed economici. La quantità di digestato, la volumetria dei bacini di stoccaggio, il quantitativo di azoto da gestire e, in definitiva, i suoi costi di gestione dipendono dalle caratteristiche di reattività delle biomasse scelte. A parità di metano prodotto, le quantità di digestato e/o di azoto da gestire possono andare da 1 a 20 volte, passando da impianti alimentati a colture energetiche ad impianti alimentati ad effluenti zootecnici. Conoscendo, inoltre, le quantità di biomasse disponibili in azienda o reperibili sul mercato e il relativo potenziale metanigeno è possibile definire sia il corretto dimensionamento delle volumetrie dell'impianto di biogas che i costi di approvvigionamento. 7. I CASEIFICI PILOTA Nell'ambito del progetto sono stati individuati 3 caseifici pilota nei quali simulare l'applicazione delle tecnologie per il risparmio energetico e di produzione di energia da fonti rinnovabili (solare e biogas). La scelta delle latterie si è basata su colloqui preliminari volti a definire un interessamento di massima della singola impresa nei confronti degli argomenti oggetto di sperimentazione e, successivamente, su approfondimenti mirati, con sopralluoghi e incontri con la direzione tecnica. L'ipotesi iniziale di avere 3 caseifici differenti per capacità produttiva si è scontrata con l'effettiva disponibilità delle aziende ed è quindi stata posta in secondo piano rispetto ad altri criteri. Inoltre, la scelta iniziale è stata successivamente modificata su indicazione del funzionario regionale referente del progetto e ha portato alla sostituzione di una delle 3 latterie. I 3 caseifici sono i seguenti: A) Caseificio Bonlatte B) Latteria Tullia C) Caseificio Milanello Di seguito si riporta una breve descrizione delle principali caratteristiche dei caseifici pilota, anch'essi facenti parte del campione sottoposto a rilevazione dati tramite checklist Caseificio A Dati generali Bonlatte Società Cooperativa Agricola, Caseificio Riolo di Castelfranco Emilia (MO), matricola 2912 (figura 7.1). Il primo insediamento del caseificio risale al 1956; nel 1991 è stato realizzato il nuovo magazzino e nel I CASEIFICI PILOTA 59

60 il nuovo salatoio che si è aggiunto a quello esistente. Latte conferito: t/anno (35,6 t/d). Temperatura raffreddamento latte alla stalla: C. Nessun'altra produzione oltre al formaggio P-R Strutture e tecnologie Il locale di sosta e affioramento è dotato di vasche a sponde semplici con ricircolo di acqua gelida in serpentine, con lavaggio manuale. L'affioramento e la cottura avvengono nella medesima sala (figura 7.2), che non prevede condizionamento ambientale. Per la cottura sono presenti 34 caldaie. Si pratica la ricottura (doppia lavorazione) nel limite ammesso dal disciplinare di produzione del Consorzio (non si può utilizzare per la ricottura più del 15% dei doppifondi utilizzati in prima lavorazione). La lavorazione inizia alle 7 e termina alle 10 del mattino; per la doppia lavorazione semplicemente si lavano e si asciugano accuratamente i doppifondi necessari (3 o 4), che sono i primi che hanno lavorato alla mattina, e si continua la lavorazione, come se fossero altri doppifondi aggiuntivi. La pratica non pone alcun problema, anche perché i doppifondi nel frattempo si sono raffreddati. Latte per caldaia utilizzata: t/anno. La temperatura finale di cottura è pari a 55 C; il sollevamento della massa caseosa avviene con l'ausilio di una guidovia automatica. Non viene recuperata la condensa del vapore, ma viene raccolta e inviata a un serbatoio per poi venire dispersa. Per la fase di messa in fascera e asciugatura c'è uno specifico locale, distinto in due zone (figura 7.3): 1) zona con tavoli di plastica monopiano posti su nastri meccanici, dove la cagliata rimane avvolta nel telo all'interno di fascera di plastica per il 1 giorno; 2) zona con nastri multipiano automatici, in locale isolato, dove le forme stanno in fascere d'acciaio, per il 2 e 3 giorno. Da qui le forme escono automaticamente e vanno sulle pedane a rulli del salatoio, da dove vengono caricate manualmente nei cestelli. La permanenza media delle forme è di 2,5 d. Il locale ha condizionamento automatico: in inverno si risalda il locale principale (per il 1 giorno di sosta) a 20 C, mentre il locale separato viene raffreddato in estate a C. Il locale di salagione (figura 7.4) prevede vasche a immersione di calcestruzzo armato con rivestimento in resina, cestelli d'acciaio e carroponte per il sollevamento e la movimentazione. I cestelli del salatoio più recente sono a 5 piani, con 4 forme/piano (totale 20 forme per gabbia), mentre quelli del salatoio vecchio sono da 8 forme. La capienza totale del salatoio è di forme e la permanenza media delle forme è di 18 d. Non c'è il condizionamento automatico dei locali, ma in estate viene raffreddata la salamoia a C (indicativamente da maggio a settembre). Nella camera calda (figura 7.5) si svolge la stufatura delle forme prima del trasferimento nel magazzino, a 7. I CASEIFICI PILOTA 60

61 una temperatura media ambientale di 40 C. Il riscaldamento funziona con la linea vapore e il consumo è modesto, perché il locale è piccolo e chiuso; un ventilatore aiuta la buona distribuzione dell'aria fra le forme. Il locale viene scaldato solo da ottobre a marzo. Il magazzino (figura 7.6) ha una capacità di forme, per una permanenza media di 13 mesi. Le operazioni di rivoltamento e pulizia delle forme vengono svolte da 2 macchine automatiche a 4 pinze; una delle due effettua anche anche la pulizia delle tavole. Tali operazioni vengono svolte ogni 5 d nel primo periodo e ogni 10 d nel periodo successivo. E' presente anche una macchina carica/scarica forme. La temperatura media dell'ambiente è mantenuta sui 16 C in inverno e sui 19,5 C in estate, mentre l'umidità relativa media è sul 78% Consumi energetici Energia elettrica (EE) Potenza contrattuale disponibile: 200 kw. Potenza contrattuale per latte conferito: 15,38 W/t (media campione: 14,16 W/t). Consumo: kwh/anno. Consumo per latte conferito: 54,03 kwh/t (media campione: 41,4 kwh/t). Costo: 0,13 /kwh. Energia termica (ET) Fonti energetiche utilizzate: metano. Consumo annuo metano: Sm3/anno. Considerando un PCI del metano di 31,65 MJ/Nm 3, cioè 30 MJ/Sm3, si ottengono circa MJ, ovvero kwh termici. Energia termica per latte conferito: 136,23 kwh/t (media campione: 122,67 kwh/t). Energia termica per doppiofondo utilizzato: 46,6 MWh/anno, considerando 38 doppifondi (media campione: 44,5 MWh/t). Costo metano: 0,402 /Sm3. Costo unitario medio: 0,0482 /kwh Principali utenze energetiche La centrale termica per la produzione vapore prevede 2 generatori del tipo a tubi di fumo, con potenza di kw. La CT è sempre accesa, per non scendere di pressione (12 bar), ma ovviamente soltanto durante la lavorazione funziona al massimo, producendo circa kg/h di vapore; la temperatura dell'acqua in ingresso è 22 C, mentre la temperatura di mandata del vapore è circa 190 C. Per la produzione di ACS si utilizza la linea vapore. All'esterno del caseificio, sotto tettoia, c'è l'area di sosta e lavaggio camion, con CIP di lavaggio che riceve il vapore per il riscaldamento dell'acqua. L'impianto termico per il riscaldamento del magazzino e della sala spersori ha potenza di 322 kw. Per quanto riguarda gli impianti frigoriferi abbiamo: 7. I CASEIFICI PILOTA 61

62 1) impianto frigorifero ad acqua gelida per raffreddamento salamoia e sala spersori; batteria a 3 ventilatori con potenza totale di 11 kw; 2) impianto frigorifero per condizionamento magazzino dotato di 2 compressori, con potenza totale di 14,7 kw; dal 1999, anno dell'installazione, il compressore 1 ha lavorato h e il compressore 2 ha lavorato h, quindi circa h/anno per il primo e h/anno per il secondo; 3) impianto frigorifero per raffreddamento del latte nelle bacinelle (a 20 C) e raffreddamento del siero (a 10 C), con potenza di 60 kw, installato nel 2013; funziona in abbinamento con una torre di raffreddamento (figura 7.7) con potenza totale dei motori di 11 kw. Il siero, prodotto in una quantità di t/anno (85% del latte lavorato), deve essere portato dai 54 C ai 10 C; in inverno è sufficiente la sola torre, mentre in estate la torre porta la temperatura del siero a circa 22 C e poi entra in azione la batteria frigorifera (che quindi, nell'arco dell'anno, lavora abbastanza poco). Non si recupera il calore del siero. Infine, è presente un impianto di depurazione a fanghi attivi, con 2 compressori da 7,5 e 3 kw Interventi già attuati per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili L'isolamento termico è presente nei tamponamenti del magazzino e nei tetti di tutto il caseificio. Inoltre, in uno dei due allevamenti conferenti è entrato in funzione nel 2014 un impianto fotovoltaico con potenza nominale di 20 kw Consumi idrici Consumi totali: m3/anno. Consumo unitario per latte lavorato: 2,26 m3/t (l/kg) Superfici Il caseificio prevede una struttura complessiva abbastanza compatta, con due corpi di fabbrica principali (figura 7.8) posti sullo stesso asse longitudinale: a Est il caseificio e a Ovest il magazzino. Le superfici coperte, da intendersi come superfici utili all'interno dei locali (al netto dei muri perimetrali), ammontano a un totale di circa m 2, di cui per il caseificio e i rimanenti 982 per il magazzino di stagionatura. Con riferimento al numero di doppifondi (df) presenti, la superficie totale risulta pari a 61,58 m 2/df, mentre la superficie del solo caseificio ammonta a 32,7 m2/df Caseificio B Dati generali Latteria Tullia, Società Cooperativa Agricola, in Via Tullie n.10, a Rolo (RE), matricola 822 (figura 7.9). Negli anni '60 si costituì la cooperativa, che prese in affitto il caseificio dai primi proprietari. Nel 1996 è stata fatta una radicale ristrutturazione; nel post-terremoto 2012 è stato sistemato il magazzino che aveva subito notevoli danni, oltre alla perdita di circa forme in stagionatura. Latte conferito: t/anno (39,73 t/d). Temperatura raffreddamento latte alla stalla: C. Nessun'altra produzione oltre al formaggio P-R. 7. I CASEIFICI PILOTA 62

63 Strutture e tecnologie Il locale di sosta e affioramento è dotato di vasche a sponde semplici con ricircolo di acqua gelida in serpentine, con lavaggio manuale. Affioramento e cottura avvengono in locali separati e la sala di affioramento è dotata di impianto condizionamento ambientale. Viene mantenuta una temperatura di C in inverno e di 18 C in estate, con un'umidità relativa di 80-85%. Per la cottura sono presenti 40 caldaie. Si pratica la doppia lavorazione nel periodo invernale, utilizzando 34 doppifondi aggiuntivi, ma in estate si utilizzano doppifondi, in quanto la produzione di latte dei conferenti cala per effetto dello stress da caldo che colpisce le vacche. Quindi, le media annua delle caldaie utilizzate è uguale alle caldaie presenti (40). La lavorazione inizia alle 8 e termina alle 9:30 del mattino. Latte per caldaia utilizzata: 362 t/anno. La temperatura finale di cottura è pari a 55 C; il sollevamento della massa caseosa è assistito da sollevatore mobile ( capretta ). Viene recuperata la condensa del vapore, che viene inviata a un serbatoio coibentato e poi ripresa dalla CT del vapore, a una temperatura di 60 C. Nel locale cottura sono presenti 12 ventilatori estrattori per il ricambio dell'aria e l'asportazione dell'umidità. La messa in fascera e asciugatura avviene in locale dedicato, su tavoli tradizionali. La permanenza media delle forme è di 3 d. Il locale ha condizionamento automatico: la temperatura media varia da 18 a 21 C, mentre l'umidità relativa viene mantenuta sull' 85%. Il locale di salagione prevede vasche a immersione di calcestruzzo armato con rivestimento in resina, cestelli d'acciaio e carroponte per il sollevamento e la movimentazione. La capienza totale del salatoio è di forme e la permanenza delle forme è di d. Non c'è il condizionamento automatico dei locali, ma in estate viene raffreddata la salamoia a C (indicativamente da maggio a metà settembre), una volta ogni 2-3 d. Nella camera calda si svolge la stufatura delle forme prima del trasferimento nel magazzino, a una temperatura media ambientale di 40 C. Si riscalda con la caldaia del magazzino. Il magazzino (figura 7.10) ha una capacità di forme, per una permanenza media di 17 mesi. Le operazioni di rivoltamento e pulizia delle forme e di pulizia delle tavole vengono svolte da 2 macchine automatiche a una pinza. Tali operazioni vengono svolte ogni 7 d nei primi 6 mesi e successivamente ogni 15 d. E' presente anche una macchina carica/scarica forme. La temperatura media dell'ambiente è mantenuta sui 13,5-14 C in inverno e sui 16,5-17 C in estate, con umidità relativa di 85% Consumi energetici Energia elettrica (EE) Potenza contrattuale disponibile: 168 kw. 7. I CASEIFICI PILOTA 63

64 Potenza contrattuale per latte conferito: 11,58 W/t (media campione: 14,16 W/t). Consumo: kwh/anno al netto del consumo per l'allevamento suinicolo (nel 2014 il consumo è salito a kwh per il solo caseificio, a causa del nuovo impianto di condizionamento del magazzino, rifatto dopo il sisma del 2012). Consumo per latte conferito: 48,55 kwh/t (media campione: 41,4 kwh/t). Costo: 0,18 /kwh. Energia termica (ET) Fonti energetiche utilizzate: gasolio agricolo. Consumo annuo gasolio: l/anno. Per il gasolio si considera un peso di volume di 0,84 kg/l e un PCI di 41,4 MJ/kg, ottenendo circa MJ, ovvero kwh termici. Energia termica per latte conferito: 128,68 kwh/t (media campione: 122,67 kwh/t). Energia termica per doppiofondo utilizzato: 46,6 MWh/anno (media campione: 44,5 MWh/t). Costo gasolio: 0,8338 /l. Costo unitario medio: 0,08625 /kwh Principali utenze energetiche La centrale termica per la produzione vapore prevede 2 generatori del tipo a tubi di fumo, a 3 giri di fumo a fondo bagnato. Il generatore principale ha potenza di kw, capacità totale di l e produzione vapore di kg/h; il generatore di riserva ha potenza di kw, capacità totale di l e produzione vapore di kg/h. La pressione max di esercizio è di 12 bar. La CT viene accesa alle 5 e fino alle 8 rimane in standby ma in pressione; alle 8 parte la lavorazione e il generatore 1 inizia la produzione, completandola alle 9:30. Il generatore 2 rimane acceso ma in standby, per eventuali interventi di emergenza per problemi al generatore 1. Alle 9:30 la CT viene spenta. Le temperature minima e massima di esercizio della CT sono 21 e 191,5 C. Per la produzione di ACS si utilizza la linea vapore. E' presente un boiler coibentato e vetrificato internamente, da l, dove arriva il calore accumulato dalla CT e dove avviene lo scambio termico. L'impianto termico per il riscaldamento del magazzino ha potenza di 220 kw. Si riscalda da metà ottobre a fine aprile. Con questo impianto vengono anche scaldati la camera calda, il locale asciugatura tele e il locale ristoro per il personale. Gli impianti frigoriferi sono i seguenti: 1) impianto frigorifero ad acqua gelida per raffreddamento salamoia e sala affioramento, con 2 compressori da 25 kw/cad e frigorie. Il consumo più rilevante si ha quando si raffredda la salamoia, operazione che viene svolta ogni 2 d in estate, ma l'intervallo dipende molto dall'andamento stagionale. Con lo stesso impianto si preraffredda il latte in arrivo alla sera, prima dell'immissione nelle bacinelle. Funzionamento da maggio a metà settembre; 2) impianto frigorifero per raffreddamento sala spersori, con compressore da 7,5 kw; 3) impianto frigorifero per condizionamento magazzino (figura 7.11), con 4 batterie di ventilatori da 4 kw/cad e 2 compressori da 26 kw/cad; 4) impianto frigorifero per raffreddamento del siero a 10 C (dai 53 C di fine lavorazione). Sono 7. I CASEIFICI PILOTA 64

65 presenti: una torre evaporativa (figura 7.12) con potenza totale di 23 kw, che funziona in media 2,5 h/d; un impianto ad acqua gelida con potenza di 25 kw, che funziona 5-6 h/d in inverno (dalle ore 21 alle ore 3) e 9-10 h/d in estate (dalle ore 19 alle ore 5). Viene usata acqua di pozzo, con consumo di circa 50 m3/d, ma questa viene poi recuperata per l'alimentazione dei suini. Siccome questo impianto è collegato al contatore dell'allevamento (oggi non più gestito dalla latteria), devono fare una valutazione del consumo per scontarla dalla bolletta dell'allevamento: hanno valutato un consumo di 245 kwh/d; 5) impianto frigorifero per panna, con potenza di 4 kw; funziona 4 d/settimana, per via delle cadenze di ritiro del prodotto, che è destinato alla produzione di gelati. La panna deve essere conservata a 4-5 C. Infine, è presente un impianto di depurazione a fanghi attivi, per il quale stimano un consumo elettrico di circa 160 kwh/d Interventi già attuati per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili La sala spersori e qualle di affioramento hanno un controsoffitto coibentato con pannello da 6 cm; sulle pareti sono presenti vetri a doppia camera e pannelli sandwich da 10 cm. Nel magazzino il lato che costeggia la strada (parete Nord, rifatta completamente dopo il sisma) ha pannelli sandwich da 15 cm, mentre gli altri lati hanno pannelli isolanti di polistirene da 6 cm, così come il tetto Consumi idrici Consumi totali: 100 m3/d, dei quali 50 per lavaggi, inviati al depuratore, e 50 per raffreddamento siero; circa m3/anno. Consumo unitario per latte lavorato: 2,52 m3/t (l/kg) Superfici Il layout delle strutture edili (figura 7.13) prevede un edificio di grandi dimensioni posto a Nord, rappresentato dal magazzino con tetto piano, e un secondo edificio, con copertura a falde piuttosto articolata, destinato ai locali di lavorazione del caseificio. Le superfici coperte ammontano a un totale di circa m 2, di cui circa per il caseificio (compreso piano seminterrato con locali di servizio) e i rimanenti per il magazzino. Con riferimento al numero di doppifondi (df) presenti, la superficie totale risulta pari a 90,55 m 2/df, mentre la superficie del solo caseificio ammonta a 50,65 m2/df Caseificio C Dati generali Caseificio Agricolo del Milanello Terre di Canossa, in via Milanello n. 1 a Campegine (RE), matricola 257 (figura 7.14). Nasce nel 1937 e diventa cooperativa agricola nel 1945; negli anni ha subito numerose ristrutturazioni, l'ultima delle quali è in corso, passando da 26 forme/d del 1986 alle attuali 84. Latte conferito: t/anno (40,3 t/d). Temperatura raffreddamento latte alla stalla: 20 C. Nessun'altra produzione oltre al formaggio P-R. 7. I CASEIFICI PILOTA 65

66 Strutture e tecnologie La sala sosta e affioramento è dotata di vasche con intercapedine per ricircolo di acqua gelida, con impianto di produzione dedicato a circuito chiuso. Il lavaggio manuale. L'affioramento e la cottura avvengono nello stesso locale (figura 7.15), privo di impianto di condizionamento ambientale. Per la fase di cottura sono presenti 42 caldaie, ma in media ne vengono utilizzate solo 40 nell'arco dell'anno. Non viene praticata la doppia lavorazione, ma si utilizza latte di riporto conservato a 12 C. La lavorazione inizia alle 8 e termina alle 9:30 del mattino. Latte per caldaia utilizzata: 368 t/anno. La temperatura finale di cottura è pari a 55 C; il sollevamento della massa caseosa è assistito da sollevatore mobile. Non viene recuperata la condensa del vapore, che viene portata all'esterno e scaricata. La messa in fascera e asciugatura avviene in locale dedicato (figura 7.16), su tavoli tradizionali: il 1 giorno in fascere di plastica con peso superiore, il 2 giorno in fascere d'acciaio. La permanenza media delle forme è di 2 d. Il locale ha condizionamento automatico: la temperatura viene mantenuta sui 19,5 C. Il locale di salagione (figura 7.17) prevede vasche a immersione di calcestruzzo armato con rivestimento in resina, cestelli d'acciaio e carroponte per il sollevamento e la movimentazione. La capienza totale del salatoio è di forme e la permanenza delle forme è di d. C'è condizionamento automatico del locale, con temperatura mantenuta a 18 C. Nella camera calda si svolge la stufatura delle forme prima del trasferimento nel magazzino, a una temperatura media ambientale di 40 C. Il magazzino (figura 7.18) ha una capacità di forme, per una permanenza media di 8 mesi. Le operazioni di rivoltamento e pulizia delle forme e di pulizia delle tavole vengono svolte da 2 macchine automatiche a una pinza. Tali operazioni vengono svolte ogni 7 d nel primo periodo e successivamente ogni 15 d. E' presente anche una macchina carica/scarica forme. La temperatura media dell'ambiente è mantenuta sui C, con umidità relativa di 85% Consumi energetici Energia elettrica (EE) Potenza contrattuale disponibile: 92 kw. Potenza contrattuale per latte conferito: 6,26 W/t (media campione: 14,16 W/t). Consumo: kwh/anno. Consumo per latte conferito: 28,56 kwh/t (media campione: 41,4 kwh/t). Costo: 0,19 /kwh. Energia termica (ET) Fonti energetiche utilizzate: metano. 7. I CASEIFICI PILOTA 66

67 Consumo annuo metano: Sm3/anno. Considerando un PCI del metano di 31,65 MJ/Nm 3, cioè 30 MJ/Sm3, si ottengono circa MJ, ovvero kwh termici. Energia termica per latte conferito: 87,13 kwh/t (media campione: 122,67 kwh/t). Energia termica per doppiofondo utilizzato: 32,02 MWh/anno (media campione: 44,5 MWh/t). Costo metano: 0,488 /Sm3. Costo unitario medio: 0,05851 /kwh Principali utenze energetiche La CT per la produzione vapore, costituita da 2 generatori con potenza di e kw, viene accesa alle 5:30; la caldaia più grande viene spenta alle 9:30 (fine lavorazione), mentre quella più piccola viene mantenuta accesa fino alle 11:30, per avere ancora disponibilità di vapore per le operazioni di lavaggio e per il riscaldamento dell'acqua. La temperatura dell'acqua in ingresso è 60 C perché è presente un impianto di preriscaldamento (richiesto dalla USL per ragioni di sicurezza) che utilizza il vapore del giorno prima per riscaldare acqua che poi viene accumulata in un serbatoio. La temperatura di mandata del vapore è di circa 190 C. Per la produzione di ACS (lavaggio impianti) si utilizza la linea vapore, con accumulo in specifico contenitore coibentato. L'impianto termico per il riscaldamento del magazzino prevede 2 caldaie con potenza di 26 kw ciascuna. Gli impianti frigoriferi sono i seguenti: 1) impianto frigorifero ad acqua gelida per raffreddamento latte nelle bacinelle di affioramento, con potenza totale di 40 kw (figura 7.19). L'impianto funziona solo da maggio a ottobre; 2) impianto frigorifero per raffreddamento del siero a 10 C (figura 7.20), con potenza di 30 kw, che funziona in abbinamento con una torre evaporativa (questa ha potenza di 20 kw). Il siero prodotto ammonta a circa t/anno (83% del latte lavorato) e viene venduto alla ditta Serum, che ha anche installato l'impianto di raffreddamento e ne è proprietaria. L'acqua calda che si origina dal processo non viene recuperata; 3) impianto frigorifero per condizionamento salatoio; la potenza di questo impianto non è nota e non è stato possibile leggere le targhe delle macchine (per la posizione a soffitto, inaccessibile), quindi sarà stimata per analogia con altri impianti simili; 4) impianto frigorifero per condizionamento magazzino, costituito da 3 compressori con potenza rispettivamente di 3, 3 e 3,7 kw; 5) impianto frigorifero per panna, con potenza di 10 kw, di cui 6 per unità refrigerante e 4 per motoagitatore. La panna deve essere conservata a 5 C; 6) impianto frigorifero per latte di riporto, conservato a 12 C. La potenza totale è di 8 kw. Infine, è presente un impianto di depurazione a fanghi attivi (figura 7.21); i fanghi prodotti (circa 180 t/anno) sono inviati al depuratore di Mancasale (RE) Interventi già attuati per l'efficienza energetica e le energie rinnovabili Illuminazione con lampade a LED nel nuovo magazzino. Isolamento termico delle strutture di tamponamento e del tetto degli edifici principali. 7. I CASEIFICI PILOTA 67

68 Pompa di calore per il salatoio Consumi idrici Consumi totali: 80 m3/d, quindi circa m3/anno. Consumo unitario per latte lavorato: 1,99 m3/t (l/kg) Superfici Le strutture che costituiscono lo stabilimento sono disposte con allineamento Nord-Sud e prevedono i locali di lavorazione rivolti verso la strada provinciale di accesso e i magazzini sul lato opposto, verso i terreni coltivati presenti a Nord (figura 7.22). Le superfici coperte ammontano a un totale di circa m 2, di cui per il caseificio e i rimanenti 950 per il magazzino di stagionatura. Con riferimento al numero di doppifondi (df) presenti, la superficie totale risulta pari a 64,16 m 2/df, mentre la superficie del solo caseificio ammonta a 41,55 m2/df Stima dei consumi energetici per utenza Come si è visto in precedenza, per ogni caseificio pilota è stato possibile raccogliere i consumi energetici totali elettrici e termici e ricavare dei consumi unitari confrontabili con quelli medi del campione dell'area sisma. Non è stato possibile, invece, raccogliere consumi per singole utenze, sia perché i caseifici non sono dotati di contatori parziali, sia perché il progetto non prevedeva uno specifico budget per l'installazione di strumentazione di monitoraggio (costosa e complessa). Ecco perché è stato necessario eseguire, per ciascuno dei caseifici pilota, dei calcoli estimativi per suddividere i consumi energetici totali per le principali utenze, al fine di avere una stima sufficientemente attendibile di come l'energia si distribuisce fra le diverse aree di lavoro. Il presente paragrafo illustra la metodologia adottata e i risultati ottenuti. Per la componente elettrica sono state verificate le singole utenze più rilevanti, come gli impianti frigoriferi e le torri evaporative, valutando le potenze in gioco e i tempi medi di funzionamento; in taluni casi è stato possibile fare riferimento a dei conta-ore già presenti su alcune macchine. Inoltre, si sono resi disponibili i dati raccolti in un caseificio non compreso fra i 3 pilota, nel quale una ditta incaricata ha svolto monitoraggi accurati sull'andamento degli assorbimenti elettrici giornalieri e sui consumi. Questi dati hanno rappresentato dei termini di raffronto per i valori ottenuti dalle stime fatte per i 3 caseifici. Come si vedrà in seguito, l'energia elettrica complessiva richiesta da queste utenze rappresenta una quota del consumo totale elettrico che varia dal 37 al 57%; la rimante parte di energia, in 2 casi su 3 maggioritaria, è consumata per illuminazione e forza motrice. Bisogna infatti ricordare che le macchine e i motori che funzionano elettricamente sono molto numerosi in un caseificio e di seguito se ne ricordano alcuni esempi: pompe per movimentazione latte, siero e salamoia; impianto di spinatura meccanica; impianto di pulizia per doppifondi; caprette e guidovie per sollevamento forme; nastri trasportatori per locale spersori; carroponte o guidovia per salatoio; 7. I CASEIFICI PILOTA 68

69 macchine per magazzino (pulitrice e rivoltatrice, carica-scarica forme, carrelli elevatori); CIP di lavaggio; ventilatori estrattori per locale cottura; pompe e motori per impianto di depurazione. Per le principali utenze termiche, ovvero la centrale per la produzione di vapore e gli impianti di riscaldamento, sono state raccolte informazioni dettagliate sulle modalità di accensione e spegnimento e sui consumi unitari di targa, con riferimento ai dati forniti dalle ditte installatrici. Per il riscaldamento, in particolare, è stata svolta una specifica procedura di stima del consumo energetico a partire dai dati degli edifici (dimensioni e materiali) e a quelli climatici (temperatura e umidità relativa interne ed esterne di progetto); in pratica, è stato svolto un bilancio termico per ogni locale riscaldato, adattando un foglio elettronico di calcolo messo a punto da CRPA per l'analisi del bilancio termico degli edifici di stabulazione degli allevamenti Stime per il caseificio A Di seguito si riportano i risultati dei calcoli svolti per la componente elettrica, con riferimento alle principali utenze. Impianto frigorifero 1 per salamoia e sala spersori Potenza di targa: 11 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 10 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 2 per magazzino Potenza di targa: 14,7 kw Tempo di funzionamento in base alle letture dei conta-ore presenti sui compressori: h/anno Stima potenza media erogata: 14 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 3 per latte nelle bacinelle e siero Potenza di targa: 60 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 55 kw Stima consumo annuo: kwh Torre di raffreddamento per siero Potenza di targa: 11 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 10 kw Stima consumo annuo: kwh Consumo totale energia elettrica 7. I CASEIFICI PILOTA 69

70 Il consumo totale annuo stimato di energia elettrica per impianti frigoriferi e di produzione di acqua gelida risulta pari a kwh. Il consumo annuo reale di EE è pari a kwh. Quindi, gli altri consumi elettrici per forza motrice (motori) e illuminazione ammontano a kwh. Di seguito si riportano i risultati dei calcoli svolti per la componente termica (metano), con riferimento alle principali utenze. Produzione di vapore CT con potenza totale di kw, con 2 caldaie da e da kw Doppifondi presenti: 34 Doppifondi utilizzati al giorno: 38 (si considerano 4 doppifondi per la doppia lavorazione) Stima produzione vapore per giornata di lavorazione: 38 x 75 = kg Stima potenza CT: x 600 = kcal/h kw Funzionamento in continuo, per mantenere la pressione di esercizio di 12 bar; normalmente funziona solo il generatore 1, mentre il 2 entra in azione solo in eventuali punte della lavorazione o quando ci sono problemi al generatore 1. Nella tabella 7.1 si riporta la stima del consumo annuo. Per le caldaie sempre accese l'indicazione tecnica è di considerare il 5-10% in più rispetto al consumo totale per la lavorazione, quindi i calcoli stimati sono adeguati. Si ottiene un consumo annuo unitario di quasi kwh termici per doppiofondo utilizzato. Produzione di ACS Non sono disponibili dati affidabili sul consumo medio annuo di ACS. L'acqua sanitaria viene riscaldata con la linea vapore, mediante scambiatore di calore. Quindi, il consumo è conglobato nella produzione di vapore e non è separabile. Riscaldamento magazzino e sala spersori CT con potenza di 322 kw. In inverno il magazzino è mantenuto sui 16 C, con umidità relativa al 78% Superficie magazzino: 44,4 x 22,1 = 981,24 m2 Stima altezza: 20 piani, interpiano di 0,35 m, zona inferiore 0,6 m, zona superiore 1,5 m (19 x 0,35) + 0,8 + 1,5 = 9 m Volume magazzino: 981,24 x 9 = m3 In base ai valori stimati di U medio e di portata di ventilazione invernale, poste le condizioni climatiche esterne e interne di riferimento, è stato calcolato il fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento del magazzino, che risulta pari a kwh termici. In inverno la sala spersori (locale principale per 1 giorno) è mantenuta sui 20 C. Superficie locale: 118 m2 Volume locale: 590 m3 In base ai valori stimati di U medio e di portata di ventilazione invernale, poste le condizioni climatiche esterne e interne di riferimento, è stato calcolato il fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento della sala spersori, che risulta pari a kwh termici. Il consumo totale annuo stimato risulta pari a: = kwh termici 7. I CASEIFICI PILOTA 70

71 Consumo totale energia termica Il consumo totale annuo stimato di energia termica risulta pari a: = kwh termici Il consumo annuo reale di metano è pari a sm3, pari a kwh termici. Quindi, la stima della ripartizione attribuisce il 62,5% del consumo alla produzione di vapore e ACS e il rimanente 37,5% al riscaldamento ambienti Stime per il caseificio B Di seguito si riportano i risultati dei calcoli svolti per la componente elettrica, con riferimento alle principali utenze. Impianto frigorifero 1 per salamoia e sala affioramento Potenza di targa: 50 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 40 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 2 per sala spersori Potenza di targa: 7,5 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 7 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 3 per magazzino Potenza di targa: 68 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 50 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 4 + torre evaporativa per siero Potenza di targa: 25 kw + 23 kw Tempo di funzionamento stimato: h h Stima potenza media erogata: 22 kw + 21 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 5 per panna Potenza di targa: 4 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 4 kw Stima consumo annuo: kwh Consumo totale energia elettrica 7. I CASEIFICI PILOTA 71

72 Il consumo totale annuo stimato di energia elettrica per impianti frigoriferi e di produzione di acqua gelida risulta pari a kwh. Il consumo annuo reale di EE è pari a kwh. Quindi, gli altri consumi elettrici per forza motrice (motori) e illuminazione ammontano a kwh. Di seguito si riportano i risultati dei calcoli svolti per la componente termica (gasolio), con riferimento alle principali utenze. Produzione di vapore CT con potenza totale di kw, con 2 caldaie da e da kw Doppifondi presenti: 40 Doppifondi utilizzati al giorno: 40 (in estate ne usano ma in inverno fanno doppia lavorazione in 3-4 doppifondi) Stima produzione vapore per giornata di lavorazione: 40 x 75 = kg Stima potenza CT: x 600 = kcal/h kw Alle 5 la CT viene accesa, ma fino alle 8 rimane in stand by, alla pressione di esercizio; dalle 8 alle 9:30 c'è la lavorazione, terminata la quale i generatori vengono spenti. Il generatore 2 rimane in stand by per tutto il periodo di accensione, salvo problemi al generatore 1. Nella tabella 7.2 si riporta la stima del consumo annuo. Risulta un consumo annuo unitario stimato di circa kwh termici per doppiofondo utilizzato. Produzione di ACS Non sono disponibili dati affidabili sul consumo medio annuo di ACS. L'acqua sanitaria viene riscaldata con la linea vapore; è presente un boiler coibentato da l, dove arriva il calore accumulato dalla CT e dove avviene lo scambio termico. Quindi, il consumo è conglobato nella produzione di vapore e non è separabile. Riscaldamento magazzino e locali di servizio CT con potenza di 220 kw. Si scalda da metà ottobre a fine aprile, quindi in media 200 d/anno. In inverno il magazzino è mantenuto sui 14 C, con umidità relativa all' 85%. Superficie magazzino: 42,2 x 37,4 = 1.578,28 m2 Altezza: 9,2 m Volume magazzino: 1.578,28 x 9,2 = m3 In base ai valori stimati di U medio e di portata di ventilazione invernale, poste le condizioni climatiche esterne e interne di riferimento, è stato calcolato il fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento del magazzino, che risulta pari a kwh termici. Questa stessa CT scalda anche la camera calda, il locale asciugatura tele e il locale ristoro. Per queste utenze si stima un fabbisogno aggiuntivo pari al 10% del consumo stimato per il magazzino, sulla base dei volumi degli stessi locali in rapporto al volume del magazzino e alla maggiore temperatura dell'ambiente. Il consumo totale annuo stimato risulta pari a: % = kwh termici 7. I CASEIFICI PILOTA 72

73 Consumo totale energia termica Il consumo totale annuo stimato di energia termica risulta pari a: = kwh termici Il consumo annuo reale di gasolio è pari a l, pari a kwh termici. Quindi, la stima della ripartizione attribuisce il 61,5% del consumo alla produzione di vapore e ACS e il rimanente 38,5% al riscaldamento ambienti Stime per il caseificio C Di seguito si riportano i risultati dei calcoli svolti per la componente elettrica, con riferimento alle principali utenze. Impianto frigorifero 1 per latte nelle bacinelle Potenza di targa: 40 kw Tempo di funzionamento stimato in 480 h/anno Stima potenza media erogata: 30 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 2 per siero Potenza di targa: 30 kw Tempo di funzionamento stimato in h/anno Stima potenza media erogata: 20 kw Stima consumo annuo: kwh Torre di raffreddamento per siero Potenza di targa: 20 kw Tempo di funzionamento stimato in h Stima potenza media erogata: 17 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 3 per salamoia Potenza di targa: 38 kw Tempo di funzionamento stimato in h/anno Stima potenza media erogata: 30 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 4 per magazzino Potenza di targa: 30 kw Tempo di funzionamento stimato in h/anno Stima potenza media erogata: 25 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 5 per panna 7. I CASEIFICI PILOTA 73

74 Potenza di targa: 10 kw Tempo di funzionamento stimato in h/anno Stima potenza media erogata: 8 kw Stima consumo annuo: kwh Impianto frigorifero 6 per latte di riporto Potenza di targa: 8 kw Tempo di funzionamento stimato in h/anno Stima potenza media erogata: 6 kw Stima consumo annuo: kwh Consumo totale energia elettrica Il consumo totale annuo stimato di energia elettrica per impianti frigoriferi e di produzione di acqua gelida risulta pari a kwh. Il consumo annuo reale di EE è pari a kwh. Quindi, gli altri consumi elettrici per forza motrice (motori) e illuminazione ammontano a kwh. Di seguito si riportano i risultati dei calcoli svolti per la componente termica (metano), con riferimento alle principali utenze. Produzione di vapore CT con potenza totale di kw, con 2 caldaie da e da kw Doppifondi presenti: 42 Doppifondi utilizzati al giorno: 40 Stima produzione vapore per giornata di lavorazione: 40 x 75 = kg Stima potenza CT: x 600 = kcal/h kw A regime massimo funzionano entrambi i generatori, anche se non a piena potenza. Nella tabella 7.3 si riporta la stima del consumo annuo. Si ottiene un consumo annuo unitario di quasi kwh termici per doppiofondo utilizzato; è questo il valore più basso di consumo registrato per i 3 caseifici pilota. Produzione di ACS Il consumo di acqua calda sanitaria (ACS) è pari a circa 30 m 3/d, quindi circa m3/anno. L'acqua sanitaria tecnologica (per lavaggi) viene riscaldata con la linea vapore, mediante scambiatore di calore. Quindi, il consumo è conglobato nella produzione di vapore e non è separabile. Invece, l'acqua calda per bagni-spogliatoi è prodotta a partire da specifica caldaia a metano con potenza nominale di 20 kw. Si ipotizza un tempo di funzionamento medio di 3 h/d, pari a h/anno. Con una potenza media erogata pari al 70% della potenza nominale si ottiene un consumo stimato di kwh/anno. Riscaldamento magazzino CT con potenza di kw. In inverno il magazzino è mantenuto sui 18 C, con umidità relativa al 85%. Magazzino 1 (nuovo): 7. I CASEIFICI PILOTA 74

75 superficie magazzino: 32,35 x 17,2 = 556,42 m2 22 piani, altezza 8,7 m volume magazzino: 556,42 x 8,7 = 4.840,85 m3 In base ai valori stimati di U medio e di portata di ventilazione invernale, poste le condizioni climatiche esterne e interne di riferimento, è stato calcolato il fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento del magazzino 1, che risulta pari a kwh termici. Magazzino 2 (vecchio): superficie magazzino: 26,1 x 15,1 = 394,11 m2 22 piani, altezza 8,7 m volume magazzino: 394,11 x 8,7 = 3.428,76 m3 In base ai valori stimati di U medio e di portata di ventilazione invernale, poste le condizioni climatiche esterne e interne di riferimento, è stato calcolato il fabbisogno annuo di energia per il riscaldamento del magazzino 2, che risulta pari a kwh termici. Il consumo totale annuo stimato risulta pari a: = kwh termici Consumo totale energia termica Il consumo totale annuo stimato di energia termica risulta pari a: = kwh termici Il consumo annuo reale di metano è pari a sm3, pari a kwh termici Quindi, la stima della ripartizione attribuisce il 66% del consumo alla produzione di vapore e ACS e il rimanente 34% al riscaldamento ambienti Commento della stima di ripartizione dei consumi Nella tabella 7.4 vengono riportati i dati riassuntivi di consumo energetico totale annuo e unitario (per tonnellata di latte lavorato) stimati secondo la procedura precedentemente descritta; inoltre, viene riportata la stima del fabbisogno di energia primaria. E' abbastanza evidente il fatto che 2 dei 3 caseifici (A e B) hanno consumi energetici abbastanza allineati fra loro, sia per la componente elettrica, sia per quella termica. I loro consumi totali di energia diretta, con riferimento al consumo unitario, differiscono di una percentuale modesta (7%) e anche le ripartizioni per tipologia di utenza appaiono molto simili. Il caseificio C, invece, si differenzia nettamente e mostra consumi più bassi; il consumo unitario per tonnellata di latte risulta minore del 37% rispetto alla media degli altri due caseifici. I consumi sono ridotti sia per la componente elettrica, sia per quella termica. Bisogna però sottolineare che i caseifici A e B hanno mostrato consumi energetici elettrici e termici superiori alla media del campione dei caseifici dell'area del sisma, mentre il caseificio C ha mostrato consumi minori alla stessa media; ciò è illustrato nel grafico di figura 7.23, dove i consumi unitari sono espressi in kwh per tonnellata di latte lavorato e Med rappresenta la media per l'energia elettrica (EE) e per l'energia termica (ET) dei caseifici del campione. In pratica, rispetto al consumo totale di energia diretta, il caseificio A è uno di quelli che evidenzia il valore più alto e soltanto 5 caseifici del campione hanno mostrato un consumo totale maggiore, mentre solo 9 caseifici hanno un dato maggiore di quello registrato dal caseificio B. Al contrario, soltanto un caseificio del gruppo analizzato ha evidenziato un consumo totale minore del caseificio C. 7. I CASEIFICI PILOTA 75

76 Possiamo quindi definire i caseifici A e B come rappresentanti del sottogruppo a consumi energetici diretti medio-alti, mentre il caseificio C rappresenta il sottogruppo dei caseifici a consumi bassi. In generale, si possono fare le seguenti considerazioni: i consumi elettrici e termici appaiono in ogni caso rilevanti. Peraltro, bisogna dire che l adozione delle moderne tecnologie porta spesso all incremento dei consumi energetici, in modo particolare di quelli elettrici. A parte il lato economico, l eventuale introduzione di indicatori di sostenibilità del prodotto finito porterebbe a considerare con attenzione questa problematica, in quanto l elettricità comporta un considerevole uso di fonti energetiche primarie; la produzione di freddo richiede un consumo elettrico variabile dal 38 al 57% del consumo totale di energia elettrica (media 46%), suddiviso fra il 10-15% per il raffrescamento dei locali e il 30-40% per il raffreddamento di latte e siero. Il processo di trasformazione (forza motrice) e l illuminazione degli ambienti di lavoro, quindi, assorbono il restante 43-62%; il riscaldamento dei locali assorbe in media il 37% del totale dell'energia termica consumata e i valori dei singoli caseifici sono molto allineati; la produzione di vapore surriscaldato assorbe la quota maggiore di energia termica, stimabile nel 40% circa; la produzione di ACS richiede consumi di combustibile pari a circa 20-25% del consumo totale termico. Nella tabella 7.4 viene anche stimato il fabbisogno di energia primaria (EP) da parte dei caseifici pilota. Com'è noto, l'energia primaria è l'energia potenziale presente nelle fonti energetiche primarie o naturali, quali il petrolio, il carbone, il gas, il sole e il vento; essa consente di sommare più flussi e/o vettori energetici di natura diversa, in quanto li pone tutti sullo stesso piano, valutando l'energia consumata nelle fasi di estrazione, trasformazione e trasporto. Ogni vettore energetico, infatti, può essere trasformato in energia primaria applicando il fattore specifico (in base alla norma pren 15315); ad esempio, si considera 1,1 per il petrolio e il gas naturale e 1 per le fonti rinnovabili come eolico e fotovoltaico. Per l'energia elettrica si possono considerare mix energetici diversi, ma in genere si fa riferimento al mix elettrico nazionale, il cui fattore è attualmente pari a 2,37. Per la stima sono stati fissati i seguenti fattori di conversione in energia primaria: 2,4 per l'energia elettrica e 1,1 per l'energia termica. Il fabbisogno medio unitario di energia primaria dei 3 caseifici pilota è pari a circa 222 kwh per tonnellata di latte lavorato, dei quali circa 100 (45%) per energia elettrica e circa 122 (55%) per energia termica. Il fabbisogno minimo è pari a circa 164 kwh/t (caseificio C), mentre quello massimo è di circa 280 kwh/t (caseificio A). 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA Nei capitoli 4 e 5 si è già dato ampio risalto alle tecnologie per il risparmio energetico, alle fonti di energia rinnovabile di tipo solare (fotovoltaico e solare termico) e alle loro possibili applicazioni. Nel presente capitolo viene illustrata l'analisi dell'applicabilità di alcune di queste tecniche nei 3 caseifici pilota descritti in precedenza. Ovviamente, tale valutazione di massima, ha una validità che va oltre il 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 76

77 contesto per la quale è stata redatta (caseifici dell'area del sisma) e può essere considerata esemplificativa per i caseifici del P-R in generale Fotovoltaico La progettazione di massima degli impianti fotovoltaici è stata svolta con l'ausilio di un programma messo a punto dal CRPA nell'ambito del progetto Re Sole e modificato per il presente progetto, per tenere conto del diverso tipo di impresa (caseificio anziché azienda agricola) e delle differenti condizioni del mercato del fotovoltaico (assenza di incentivi, riduzione dei prezzi degli impianti, miglioramento della tecnologia). La metodologia di lavoro ha previsto le seguenti principali azioni in ordine cronologico: definizione delle superfici di tetti disponibili nei caseifici e delle superfici utili per l'installazione dell'impianto FV; calcolo della radiazione media per le 3 località nelle quali insistono i caseifici pilota; definizione della tipologia d'impianto e dei possibili costi di costruzione; definizione dei principali parametri economici utili per il calcolo della redditività dell'investimento; caricamento dei dati nel programma, analisi e commento dei risultati ottenuti Superfici utili per il fotovoltaico Le superfici dei tetti di ogni caseificio sono state calcolate mediante l'analisi dei disegni di progetto degli edifici (quando disponibili), mentre la valutazione delle superfici utili ai fini dell'applicazione del fotovoltaico è stata agevolata dall'osservazione dall'alto delle immagini fotografiche dei caseifici scaricate da Google Maps. Di seguito si riportano le superfici potenzialmente utili per il FV e quelle scelte per il progetto dell'impianto, con le loro principali caratteristiche di esposizione. Caseificio A caseificio, tetti a falde, solo falde Sud: 337 m 2 caseificio, tetti piani: 132 m2 magazzino, tetto a falde, solo falda Sud: 564 m2 Si opta per le due falde Sud del caseificio e per la falda Sud del magazzino, per un totale di circa 900 m2. L'angolo di azimut è pari a 25 Ovest, mentre l'angolo di tilt viene fissato a 11 04' (pendenza di falda stimata del 20%), con moduli FV complanari alla copertura. Caseificio B caseificio, tetti a falde, falde Sud, Est e Ovest: 795 m2 magazzino, tetto piano: m2 Si opta per il solo tetto piano del magazzino, per una superficie totale di m2. L'angolo di azimut viene fissato a 15 Est (uguale all'orientamento dei lati corti dell'edificio), mentre l'angolo di tilt viene fissato a 11 04', ipotizzando delle strutture di sostegno dei moduli con pendenza del 20% circa. Caseificio C caseificio, tetti a falde, falde Est, Ovest e Sud: 667 m2 caseificio, tetto piano: 135 m2 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 77

78 magazzino piccolo, tetto a falde, falde Est e Ovest: 432 m 2 magazzino grande, tetto a falde, falde Est e Ovest: 594 m 2 Si opta per le falde Est e Ovest dei due magazzini, per una superficie totale di m2. L'angolo di azimut è pari a 90 Est e 90 Ovest, mentre l'angolo di tilt viene fissato a 11 04' (pendenza di falda stimata del 20%), con moduli FV complanari alla copertura. Il grafico della figura 8.1 mostra le superfici unitarie coperte (SC) e utili per il solare (SUT), rapportate ai doppifondi presenti nel caseificio Calcolo della radiazione solare Per la stima della radiazione solare media disponibile si è fatto ricorso al più volte citato Atlante italiano della radiazione solare di ENEA. In questo sito è presente un programma di calcolo che consente la stima della radiazione globale giornaliera media mensile (Rggmm) partendo dalle coordinate geografiche della località e dalle caratteristiche di esposizione delle superfici riceventi (azimut e tilt). La procedura si attiene a quanto prescritto dalla Norma UNI 8477/1 recante istruzioni per il "Calcolo degli apporti per applicazioni in edilizia. Valutazione dell'energia raggiante ricevuta", ma utilizza le mappe di Rggmm su piano orizzontale calcolate dall'enea. Il modello di calcolo della frazione della radiazione diffusa rispetto a quella globale è ENEA-SOLTERM. I risultati sono i valori mensili di Rggmm e la radiazione globale annua sulla superficie inclinata (kwh/m 2), con riferimento all'anno convenzionale di 365,25 d. I valori ottenuti per le località dei 3 caseifici sono riportati di seguito. Caseificio A: Rggmm minima (dicembre) = 1,54 kwh/m2 Rggmm massima (luglio) = 6,45 kwh/m2 Rggmm media = 4,14 kwh/m2 radiazione globale annua = kwh/m2 Caseificio B: Rggmm minima (dicembre) = 1,52 kwh/m2 Rggmm massima (luglio) = 6,48 kwh/m2 Rggmm media = 4,16 kwh/m2 radiazione globale annua = kwh/m2 Caseificio C: Rggmm minima (dicembre) = 1,24 kwh/m2 Rggmm massima (luglio) = 6,41 kwh/m2 Rggmm media = 3,89 kwh/m2 radiazione globale annua = 1.422,5 kwh/m Impianti fotovoltaici per i caseifici pilota Definite le caratteristiche di esposizione e le superfici disponibili, la fase progettuale ha previsto la definizione del tipo di impianto fotovoltaico. Per fare ciò, sono stati preventivamente raccolti le 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 78

79 caratteristiche tecniche di alcune tipologie di moduli FV e i prezzi di mercato dei moduli e degli impianti completi chiavi in mano. Nel grafico di figura 8.2 sono riportate due curve di regressione a potenza che indicano il costo totale di costruzione dell'impianto FV in base alla sua potenza nominale; la curva superiore (rossa) indica il costo massimo, mentre la curva inferiore (blu) indica il costo minimo. I costi fanno riferimento a impianti connessi alla rete, con moduli in silicio policristallino, e sono riferiti alla fornitura e posa in opera secondo la regola dell'arte, con esclusione dell'iva, degli oneri di progettazione e degli oneri accessori (pratiche, autorizzazioni, corrispettivo per connessione) Definizione dei parametri economici Al fine di verificare l'interesse economico della realizzazione dell'impianto, è necessario definire una serie di parametri che agiscono sulla metodologia di calcolo della redditività dell'investimento. Si utilizza la metodologia del valore attuale netto (VAN); si ricorda che il VAN è lo strumento di valutazione per l'analisi costi/benefici indicato dalla direttiva 2012/27/UE sull'efficienza energetica. Il VAN rappresenta la sommatoria attualizzata dei futuri flussi di cassa positivi e negativi generati dal progetto, al netto del costo dell'investimento; in pratica, esso rappresenta l'ammontare della ricchezza generata dall'investimento, riferita al momento zero, cioè al momento dell'ipotetico investimento. Un VAN positivo indica la validità del progetto, perché i ricavi futuri derivanti dall'investimento superano l'ammontare dell'investimento stesso e delle eventuali nuove spese. Nel caso di più investimenti alternativi posti a confronto, sarà conveniente optare per quello che presenta il VAN maggiore, ma per il raffronto diretto è necessario che la durata presunta sia uguale. Ovviamente, i ricavi possono essere rappresentati anche da mancati esborsi, per economie di processo e/o riduzione dei costi di produzione. L'aspetto più delicato di questa procedura è l'individuazione del tasso di attualizzazione, cioè il tasso necessario per scontare al momento zero gli importi futuri, che dovrebbe fare riferimento al costo medio del capitale o al tasso di un investimento in BOT di analoga durata; spesso si fa riferimento a tassi ufficiali disponibili per investimenti a lungo termine (Eurirs), aumentati del costo bancario (spread). Oltre al già citato tasso di attualizzazione (o di sconto), la metodologia di calcolo richiede la definizione del tasso d'interesse per il calcolo della rata di ammortamento del mutuo, del decremento annuo di efficienza dei moduli FV, dell'aumento annuo del costo dell'energia elettrica e del tasso medio annuo d'inflazione per spese ricorrenti. Proprio a causa della variabilità dei parametri in gioco, si è optato per la definizione di 3 scenari possibili e per ogni scenario sono stati fissati valori diversi in base al tipo di visione futura (pessimistica, media, ottimistica). Per il tasso di sconto, ad esempio, si è partiti dal tasso Eurirs a 30 anni (pari alla durata presunta dell'impianto FV), fissato a 1,5%, al quale è stato aggiunto lo spread bancario, variabile da 1,7 a 2,5%; sono stati così ottenuti i tassi di attualizzazione per i 3 scenari: 4% per scenario 1 (pessimistico), 3,6% per scenario 2 (medio) e 3,2% per scenario 3 (ottimistico). In tabella 8.1 sono riportati i valori di ogni parametro per i 3 scenari, che poi sono stati utilizzati nel programma di calcolo Risultati dell'analisi Nelle tabelle da 8.2 a 8.10 sono riportati i prospetti riassuntivi dell'analisi tecnico-economica dei 3 impianti fotovoltaici dei caseifici pilota, per i 3 scenari ipotizzati. Ogni prospetto riporta nella parte superiore la sintesi degli aspetti tecnici necessari per la stima della 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 79

80 produzione di energia elettrica da parte del generatore FV. I valori riportati sono in parte dati di input e in parte dati derivanti dal foglio di calcolo. Si deve sottolineare che, per uniformità di giudizio e di confronto, la tipologia di modulo FV è sempre la stessa nei 9 prospetti; trattasi, in particolare, di un modulo policristallino delle dimensioni di 1,65x0,992 m con una potenza nominale di 245 Wp. Il modulo è rappresentativo di una tipologia molto diffusa, che viene proposta dalle diverse imprese produttrici o rivenditrici a prezzi anche sensibilmente diversi. Le differenze di prezzo derivano, fra l'altro, dalle caratteristiche tecniche, da quelle elettriche e dal luogo di produzione; per questo è stato possibile fissare un intervallo di prezzi, come illustrato nella figura 8.2 già citata. Per quanto riguarda il dimensionamento del generatore FV (numero di moduli), si è scelto di occupare l'intera superficie disponibile (con un margine di sicurezza) per i tetti a falde inclinate, mentre nell'unico caso di tetto piano (caseificio B) si è fatta la progettazione analitica, andando a stabilire, sulla base dell'inclinazione fissata per i moduli (uguale a quella degli altri impianti), la distanza fra le file di moduli necessaria per evitare l'ombreggiamento di una fila nei confronti di quella successiva; per fare ciò si è presa come riferimento l'altezza del Sole a mezzogiorno del solstizio d'inverno (21 dicembre) e alla latitudine del sito. Per questo motivo nel generatore del caseificio B il numero effettivo moduli è nettamente inferiore al numero massimo teorico moduli. La radiazione globale sul piano dei moduli è massima per il caseificio B (1.520 kwh/m 2 anno), di poco inferiore per il caseificio A (1.515) e più bassa per il caseificio C (1.422,5); per quest'ultimo impianto, infatti, l'esposizione dei moduli FV è a Est e a Ovest, cioè non ottimale per la massimizzazione della raccolta di energia solare. Nella seconda parte dei prospetti vengono riportati i dati salienti di tipo economico. Siccome la potenzialità produttiva annua dei generatori FV è nettamente inferiore ai consumi annui di energia elettrica dei 3 caseifici, si è ipotizzato che la quasi totalità dell'energia prodotta (96%) venga direttamente autoconsumata, anche perché le attività energivore del caseificio avvengono in ore diurne. Quindi, lo schema di connessione dell'impianto FV deve permettere l'autoconsumo istantaneo dell'energia prodotta in quel momento (figura 8.3), con passaggio della maggior quota di energia dal solo contatore di produzione e non dal contatore di ritiro per l'immissione in rete. Considerati i livelli di consumo elettrico dei caseifici e la potenzialità produttiva di energia da FV, che comporta il fatto che i prelievi dalla rete sono nettamente maggiori delle immissioni di energia prodotta in rete, si ipotizza un regime di ritiro dedicato (RID) con cessione parziale, cioè la vendita indiretta di parte dell'energia prodotta al GSE a un prezzo minimo garantito, nel quale però la frazione immessa in rete è di fatto residuale. Il costo medio iniziale dell'energia elettrica, per ogni caseificio, è stato posto uguale a quello ricavato dall'analisi dei consumi energetici; chiaramente, chi ha un costo di partenza più basso (caseificio A), ottiene minori benefici economici dall'introduzione di un impianto FV, perché la quota più rilevante delle entrate, in regime senza incentivi, è in realtà un mancato esborso, cioè la riduzione della bolletta elettrica. Non è quindi un caso che l'unico risultato non positivo in termini di redditività dell'investimento sia proprio lo scenario 1 (pessimistico) del caseificio A (VAN negativo per circa ). Il prezzo medio di vendita iniziale dell'energia immessa in rete è stato fissato a 0,04 /kwh e non è stato modificato nei 3 scenari, a motivo della scarsa rilevanza dell'energia venduta rispetto a quella autoconsumata. Posto che si è considerata una vita utile dell'impianto di 30 anni, l'analisi economica è stata svolta per questo periodo di tempo, ma l'ammortamento del debito è stato calcolato per un periodo di 10 anni, con pagamento di rate semestrali. 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 80

81 L'investimento totale per la realizzazione dell'impianto comprende, oltre all'iva, gli oneri iniziali per progettazione, pratiche amministrative e connessione alla rete, ipotizzando situazioni normali (cioè non considerando lavori straordinari, come ad esempio la costruzione di una cabina di trasformazione). La quota annua di manutenzione è pari al 2% del costo dell'impianto, mentre la quota annua di assicurazione è pari all'1% del costo dell'impianto. Si tralascia volutamente la tematica della fiscalità degli impianti FV, in quanto materia complessa, varia e mutevole negli anni, tanto più nella sua applicazione alla realtà agricola. Si consideri, comunque, che la vendita dell'energia prodotta è un campo di applicazione delle imposte dirette, in quanto concorre alla formazione del reddito d'impresa. Con la sola eccezione del primo prospetto (caseificio A, scenario 1), tutte le analisi restituiscono un VAN positivo, in molti casi con valori decisamente interessanti. I VAN più alti, ovviamente, si registrano nello scenario 3 ottimistico, con il massimo raggiunto per il caseificio B, con quasi , ma con valori molto alti anche per gli altri due (oltre per C e oltre per A). Anche lo scenario 2 medio evidenzia risultati molto buoni, con oltre per il caseificio B, quasi per C e per A. Questo scenario è probabilmente quello più realistico, almeno nelle condizioni attuali dei mercati dell'energia e del fotovoltaico. Infine lo scenario 1, che come detto riporta l'unico caso di VAN negativo per il caseificio A; in queste condizioni l'investimento nell'impianto fotovoltaico non è consigliabile. Per gli altri due caseifici si ottiene un VAN positivo anche nello scenario peggiore, a dimostrazione della grande potenzialità di questa rinnovabile solare anche senza incentivi statali; per il caseificio B il VAN è di poco inferiore ai , mentre per il caseificio C il valore scende a Solare termico Da un punto di vista metodologico, la potenziale applicazione di collettori solari termici andrebbe considerata in contesti caratterizzati da un buon livello di efficienza energetica e tenendo in considerazione le temperature raggiungibili nella pratica, con le attuali tecnologie, alla bocca delle utenze (40-80 C). Di fatto, l installazione dei collettori solari deve essere generalmente preceduta da una ottimizzazione dei consumi energetici o, in termini tecnico-economici, dev'essere confrontata con tutti gli interventi di risparmio energetico più facili e convenienti da adottare. Per ogni intervento, andrebbe infatti valutato il costo dell energia risparmiata (CER), dando la precedenza alle soluzioni che presentano il CER più contenuto, cioè: CER Intervento di risparmio energetico da attuare < CER Valore di benchmark In termini semplificati si può dire che: CER = CI / VE dove: CI è il costo dell intervento su base annua, dato dalla quota di ammortamento e dai costi di gestione e manutenzione (); VE è l energia risparmiata su base annua a seguito dell intervento (kwh). In termini indicativi, il CER per gli impianti solari termici di medie dimensioni ( m 2) è dell ordine dei 10 c/kwh, mentre il benchmark di riferimento più frequente è il costo dell energia termica prodotta da una 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 81

82 caldaia a gas (indicativamente pari a 5-7 c/kwh). Ciò senza considerare incentivi o particolari facilitazioni. In secondo luogo va considerato che, alla luce delle caratteristiche dei fabbisogni energetici dei caseifici, l impiego di collettori solari termici piani si ritiene maggiormente idoneo per: preriscaldamento dell acqua di alimento delle caldaie a vapore; produzione di acqua calda sanitaria (riscaldamento di acqua di pozzo da C a circa C). Non appare invece generalizzabile l impiego degli impianti solari ai fini del riscaldamento degli ambienti, per via della scarsa disponibilità della fonte nel periodo invernale, mentre potrebbe essere di interesse dimostrativo, come già evidenziato, il raffrescamento estivo. Quest ultima applicazione è facilitata dagli incentivi previsti dal Conto Termico (trattati successivamente). Va osservato, in ogni caso, che le potenze frigorifere richieste sono in genere rilevanti ( kw termici in raffreddamento, oggi coperte, nei casi analizzati, da macchine elettriche di kw elettrici in totale) e quindi tali da potere essere coperte solo parzialmente da impianti solari Potenzialità d'impiego del solare termico Da un punto di vista generale, le applicazioni che appaiono commercialmente più valide e generalizzabili sono la produzione di acqua sanitaria e il preriscaldamento dell acqua di pozzo per usi tecnologici. Si è visto in precedenza che l impiego dei collettori solari piani potrebbe portare a un contributo mediamente pari a 550 kwh/m2 all anno ( kwh/m2). Ipotizzando, in prima approssimazione, di operare sul solo riscaldamento dell acqua sanitaria, occorrono, facendo riferimento a caseifici di dimensioni medio-grandi, circa kwh/d (rispettivamente per caseifici che trasformano e t/anno di latte e considerando necessari per la produzione di acqua sanitaria circa 30 kwh/t). Nelle migliori giornate estive tali fabbisogni potrebbero essere coperti da superfici dell ordine di m2 di collettori piani, ovvero di circa 0,024 m2/t di latte lavorato all anno. Il dimensionamento basato sui picchi di disponibilità solare individua le dimensioni massime ottimali. In altri termini, queste superfici sono quelle che permettono il pieno impiego dell energia prodotta dagli impianti. L eventuale preriscaldamento dell acqua utilizzata per la produzione di vapore (si ipotizza di elevare a circa 55 C l acqua di pozzo) richiede a sua volta kwh/d, che nelle migliori giornate estive potrebbero essere coperti da m2 di collettori piani, ovvero da circa 0,003 m2/t di latte lavorato all anno. Considerando un valore medio di investimento di 800 /m 2 per gli impianti solari (tutto compreso) e una vita economica di 15 anni, in assenza di incentivi, otteniamo un costo dell energia risparmiata dai collettori solari dell ordine dei 17 c/kwh. Il benchmark di riferimento per la generazione di acqua calda con gas metano è dell'ordine dei 7 c/kwh, valutato su un costo medio del gas ai caseifici di circa 0,5 /m 3 e tenendo conto di rendimenti di generazione e distribuzione dell ordine del 7%. Risulta quindi evidente che occorre intervenire, al fine di rendere attraente l'impiego del solare, con livelli di incentivo piuttosto elevati, calcolati sugli investimenti. In conclusione: in presenza di cascami termici (e in particolare di calore derivante dal raffreddamento del siero) andrebbe prima valutato il costo dell energia recuperata. Se questa risulta inferiore a 7-10 c/kwh si tratta quasi sicuramente della migliore opzione per la produzione di acqua calda o per il preriscaldamento dell acqua di alimentazione delle caldaie; 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 82

83 nel caso di impiego di impianti solari, la produzione di acqua calda impone, per caseifici che trasformano t/anno di latte, superfici massime dei collettori dell ordine dei 240 m 2, che aumentano a circa 270 m2 nel caso si voglia preriscaldare anche l acqua di alimento delle caldaie. Con questo dimensionamento il risparmio energetico raggiunge circa il 50%. Superfici inferiori risulteranno sempre ottimizzate sotto il profilo economico, ma richiederanno maggiore integrazione da parte degli impianti convenzionali, mentre superfici superiori porteranno a risultati economici meno interessanti; gli impianti solari risultano di interesse pratico se si sostituisce l uso dell energia elettrica e, in presenza degli incentivi del Conto Termico (del quale si riferisce in seguito), nel caso di impiego delle fonti energetiche termiche tradizionali più care (GPL e gasolio). I collettori ibridi, che andrebbero sempre considerati quando si giunge alla determinazione di installare dei collettori fotovoltaici, richiedono, invece, una trattazione molto più articolata, per via della doppia produzione (elettrica e termica) Incentivi per il solare termico Il D.Lgs. 3 marzo 2011 n.28 prevede incentivi alla produzione di energia termica rinnovabile e per gli interventi di efficienza energetica di piccole dimensioni. Gli aspetti attuativi sono contenuti nel D.M Incentivazione della produzione di energia termica da fonti rinnovabili ed interventi di efficienza energetica di piccole dimensioni noto anche come Conto Termico che, nella versione vigente, prevede per gli impianti solari delle prestazioni minime di accesso e un incentivo fisso per 1 m 2 di collettore piano di 275 e 340 /m2 di superficie lorda, rispettivamente per impianti superiori e inferiori a 50 m 2 e che vengono dilazionati in 5 e 2 anni. Il decreto fissa anche i livelli di incentivo per i collettori concentratori e i sistemi di solar cooling. Tale decreto, tuttavia, è di imminente aggiornamento, per cui si ritiene utile riferire in questa sede le principali novità che, sempre limitatamente agli impianti solari termici, tengono conto dei seguenti aspetti: definizione di una nuova soglia minima di producibilità per diverse tipologie di collettori solari termici (collettori piani, a tubi evacuati, a concentrazione, anche utilizzati per il solar cooling). La soglia, nella pratica, viene superata da tutti i collettori dotati di certificazioni; modulazione più spinta dell incentivo (/kwh) in relazione alla superficie lorda dell impianto. Le taglie più elevate godono di incentivi specifici inferiori; modulazione dell incentivo in funzione della qualità costruttiva dei collettori, che si esprime in termini di energia prodotta annualmente in condizioni standard, secondo specifiche fissate dalla normativa tecnica (il nuovo decreto richiede la certificazione Solar Key Mark, che indica nel certificato i dati necessari). Al momento è stato fissato il meccanismo di calcolo ma non i valori specifici degli incentivi. L intenzione, comunque, è quella di coprire una quota del 30-40% dell investimento iniziale. Il metodo di calcolo si basa su un'analisi preliminare svolta dal CTI su 20 modelli di collettori solari che possono essere considerati rappresentativi dei prodotti commercializzati in Italia. Per il calcolo della producibilità annua si fa riferimento, in accordo alla normativa tecnica, alle città di Würzburg (Germania) e di Atene (Grecia), rappresentative a livello europeo rispettivamente della zona temperata e della zona calda. In particolare, la nuova formulazione del calcolo dell incentivo annuo (Ia tot) è la seguente: Ia tot = Ci Qu Sl dove: 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 83

84 Ia tot è l incentivo annuo in euro, che viene erogato per 2 o 5 anni in dipendenza dal tipo di impianto; Ci è il coefficiente di valorizzazione dell energia termica prodotta, espresso in /kwh, che deve essere definito in funzione della dimensione e della tipologia dell impianto; Qu è l energia termica prodotta per unità di superficie lorda, espressa in kwh/m 2; Sl è la superficie solare lorda dell impianto (in m 2), ottenuta moltiplicando il numero di moduli (na) che compone il campo solare per l area lorda (AG) del singolo modulo. Data la taglia e la tipologia d impianto, il prodotto (Ci Qu) esprime l entità dell incentivo in /m2; esso varia in dipendenza della producibilità specifica del collettore. A titolo di esempio, il prospetto di tabella 8.11 riporta le caratteristiche di tre tipologie di collettori che si ritengono rappresentative di tre livelli di gamma (base, medio, top). I dati di producibilità per modulo, riferiti al sito di Würzburg, sono stati desunti dalle relative certificazioni Solar Keymark. In conclusione, si può dire che l impiego di energia solare attraverso impianti termici potrebbe coprire circa il 10% degli attuali consumi energetici della trasformazione del latte, supponendo di fare fronte con la fonte solare al 50% circa del fabbisogno energetico richiesto dalla produzione di ACS. Considerando i collettori piani, l'impiego del solare termico è sicuramente interessante nel caso dell'applicazione del Conto Termico e con la sostituzione dell energia elettrica e dei combustibili più costosi (gasolio e GPL). Particolari impieghi, come il solar cooling o l adozione di collettori a concentrazione sono da considerare nel caso di impianti pilota, più facilmente proponibili nel caso di profonde ristrutturazioni degli impianti esistenti o nel caso di impianti nuovi. Va osservato che l energia solare è la fonte rinnovabile per eccellenza e che l impiego combinato del solare termico, del fotovoltaico (che vengono sintetizzato dagli impianti ibridi), unitamente all impiego di biomassa, potrebbero coprire anche totalmente i consumi energetici della trasformazione, in una ottica di utilizzazione spinta delle fonti rinnovabili. L interesse verso un scenario di questo tipo potrebbe trovare una giustificazione economica nell eventuale valorizzazione delle caratteristiche di eco-compatibilità del prodotto finale, tema preso in considerazione in diverse iniziative sviluppate negli anni recenti e/o ancora in corso. La trasformazione del latte in formaggio, infatti, interessa una quota di CO 2 non trascurabile e quindi l applicazione del solare e di altre rinnovabili, che bene si integrano con esso, può dare un contributo importante al suo contenimento Impianti solari termici per i caseifici pilota Per le caratteristiche di esposizione e le superfici disponibili dei caseifici si faccia riferimento a quanto già illustrato nei precedenti paragrafi e 8.1.2, posto che si è ipotizza l'installazione di collettori solari soltanto verso Sud, con angolo di azimut non superiore a 25. La fase della progettazione di massima ha previsto la definizione del tipo di impianto solare termico, sulla scorta dei parametri e dei costi definiti dal CTI su un'ampia gamma di collettori. Si è scelto di considerare un solo tipo d'impianto per tutti i caseifici, variando solo la dimensione e l'esposizione; l'impianto è del tipo a pannelli vetrati piani con circolazione forzata. Il costo per la fornitura e posa in opera secondo la regola dell'arte, con esclusione dell'iva, degli oneri di progettazione e degli oneri accessori (pratiche, autorizzazioni) è stato stimato in 800 /m 2 di superficie lorda. L'impianto ha lo scopo di produrre acqua calda sanitaria per il caseificio, andando quindi ad abbattere i 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 84

85 consumi di combustibile fossile; si è assunto che il consumo di ACS sia compreso fra il 20 e il 25% del totale dei consumi idrici rilevati. Inoltre, sono stati fissati alcuni parametri tecnici necessari per il procedimento di calcolo, fra i quali la temperatura dell'acqua di rete o di pozzo (15 C) e quella di progetto all'utenza (65 C). Per il dimensionamento dell'impianto è stato considerato un valore unitario di circa 0,0138 m 2/t di latte lavorato; in questo modo si ottengono superfici captanti di m2 per i caseifici coinvolti nell'analisi Definizione dei parametri economici La metodologia d'analisi non si discosta molto da quella utilizzata per gli impianti fotovoltaici, ma ovviamente i parametri in gioco fanno riferimento al solare termico e quindi alla produzione di acqua calda. Anche in questo caso, allo scopo di verificare l'interesse economico della realizzazione dell'impianto solare, è necessario definire una serie di parametri che hanno effetto sul calcolo della redditività dell'investimento. Si utilizza la già illustrata metodologia del valore attuale netto (VAN). A differenza di quanto fatto per il FV, si opta per la definizione di un solo scenario, con valori ritenuti medi dell'attuale situazione di mercato. Il tasso d'interesse è fissato al 4,1%, mentre il tasso di sconto è posto uguale a 3,6% (questi tassi sono uguali a quelli dello scenario 2 per il FV) Risultati dell'analisi Nelle tabelle da 8.12 a 8.14 sono riportati i prospetti riassuntivi dell'analisi tecnico-economica dei 3 impianti fotovoltaici dei caseifici pilota. Ogni prospetto riporta nella parte superiore la sintesi degli aspetti tecnici necessari per la stima della produzione di energia termica da parte dell'impianto solare. I valori riportati sono in parte dati di input e in parte dati derivanti dal foglio di calcolo. Come già detto, per uniformità di giudizio e di confronto la tipologia d'impianto è la medesima nei 3 prospetti, con un modello di collettore solare rappresentativo di una gamma media molto diffusa. La radiazione globale sul piano dei moduli è la medesima già calcolata per il FV, con l'unica differenza per il caseificio C, per il quale si è scelto di occupare superfici esposte a Sud non sfruttate per il generatore FV; ciò per il fatto che non è conveniente esporre la superficie captante a Est o a Ovest. La potenzialità produttiva annua degli impianti solari è inferiore al fabbisogno energetico per la produzione di acqua calda dei 3 caseifici, raggiungendo una quota del 24,8% per A, del 23,9% per B e del 27,5% per C. Nella seconda parte dei prospetti vengono riportati i dati salienti di tipo economico. Il combustibile che viene sostituito, ovviamente, è quello utilizzato dal singolo caseificio, quindi il metano per A e C e il gasolio per B; ciò ha chiaramente un forte impatto sull'analisi economica, perché chi utilizza una fonte fossile a basso costo (metano) fatica a ottenere un beneficio dall'introduzione del solare termico, come si dirà più avanti. Il costo medio iniziale del combustibile è stato posto uguale a quello ricavato dall'analisi dei consumi energetici per i 3 caseifici, calcolando poi una rivalutazione annua del 5%, in linea con le valutazioni degli ultimi 20 anni e con le stime di medio-lungo periodo (benché proprio in questi ultimi 2 anni si stia assistendo a una momentanea controtendenza, per il forte calo del prezzo del petrolio a livello mondiale). Oltre al risparmio annuo sulla bolletta termica, l'altra voce attiva dell'analisi economica è l'incentivo statale previsto dal Conto Termico, valutato per impianti con superficie maggiore di 50 m 2; si tratta di un importo di 55 /m2 da calcolarsi per 5 anni. 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 85

86 La quota annua di manutenzione è pari al 2% del costo dell'impianto, mentre la quota annua di assicurazione è pari allo 0,5% del costo dell'impianto. Posto che è stata considerata una vita utile dell'impianto di 25 anni, l'analisi economica è stata svolta per questo periodo di tempo, ma l'ammortamento del debito è stato calcolato per un periodo di 10 anni, con pagamento di rate semestrali. I risultati dell'analisi, come preannunciato, non sono positivi per il caseificio A e per quello C, che utilizzano come combustibile il metano; i VAN risultano negativi ( per A e per C), seppure in presenza di un reddito totale netto positivo in entrambi i casi. Soltanto nel caseificio B, che utilizza gasolio, si ottiene un VAN positivo (poco più di ), a indicare una buona redditività dell'investimento nell'impianto solare termico Risparmio energetico Alcune tecnologie per il risparmio energetico e l'efficienza energetica illustrate nel Capitolo 4 sono state applicate ai 3 caseifici pilota. La scelta è stata operata sulla base di 3 criteri: assenza di quella tecnologia nel caseificio o possibilità di migliorarla; applicabilità della tecnologia al caseificio; disponibilità dei valori necessari per la valutazione di massima tecnico-economica; Le valutazioni tecniche e le stime economiche effettuate, ovviamente, sono da intendersi come analisi preliminari di massima, valide per un primo giudizio di sintesi sugli effetti dell'applicazione di quella specifica tecnologia; per l'effettiva introduzione di tali tecnologie è necessario un approfondimento sia tecnico che economico. Nella sezione finale di queste Linee guida sono riportate 15 Schede efficienza, 5 per ogni caseificio. Le tecnologie considerate afferiscono alle seguenti tematiche: illuminazione; coibentazione (isolamento termico); rifasamento dell'impianto elettrico; recupero di calore di processo; cogenerazione. In particolare, le tecnologie indagate sono le seguenti, suddivise per caseificio: caseificio A: impianto di illuminazione innovativo a LED; aumento del grado di coibentazione del magazzino di stagionatura; revisione dell'impianto elettrico e inserimento di centralina di rifasamento; recupero della condensa dai doppifondi; recupero di calore di raffreddamento del siero; caseificio B: impianto di illuminazione innovativo a LED; aumento del grado di coibentazione del magazzino di stagionatura; 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 86

87 revisione dell'impianto elettrico e inserimento di centralina di rifasamento; recupero della condensa dai doppifondi; recupero di calore di raffreddamento del siero; caseificio C: impianto di illuminazione innovativo a LED; aumento del grado di coibentazione del magazzino di stagionatura; cogenerazione da metano di rete; recupero della condensa dai doppifondi; recupero di calore di raffreddamento del siero. Per la valutazione della redditività degli investimenti è stato utilizzata la metodologia del valore attuale netto (VAN), già descritta al paragrafo 8.1.4; si ricorda che un VAN positivo indica la validità del progetto, perché i ricavi futuri derivanti dall'investimento superano l'ammontare dell'investimento stesso e delle eventuali nuove spese. Tutte le implementazioni proposte restituiscono un VAN positivo e quindi tutte risultano interessanti dal punto di vista pratico per i caseifici, anche se sono molto diversi i valori assoluti del VAN totale e della sua indicazione unitaria, espressa per 1 t di formaggio stagionato prodotto in un anno. In termini assoluti il VAN più alto si ottiene nel caseificio B con il recupero di calore dal raffreddamento del siero (Scheda n.10), con Questa tecnica risulta molto conveniente anche per gli altri due caseifici (VAN di per A e di per C), anche se con valori minori; il motivo è da ricercarsi nel fatto che il caseificio B è l'unico che utilizza il gasolio come fonte termica, che com'è noto ha un costo per unità di energia maggiore del metano utilizzato nelle altre due latterie. L'intervento che si pone al secondo posto assoluto in termini di VAN è la cogenerazione da metano di rete applicata al caseificio C, con Valori molto buoni del VAN si riscontrano anche per gli interventi di coibentazione del magazzino: circa per B, circa per C e circa per A, e anche in questo caso è evidente l'effetto del risparmio di gasolio (B) piuttosto che di metano (A e C). Un VAN piuttosto alto, pari a circa , caratterizza il recupero della condensa che viene scaricata dai doppifondi del caseificio B; sempre positivi, ma decisamente più bassi, i VAN per la stessa tecnologia nel caseificio A (circa ) e nel caseificio C (circa ). Resta da dire degli interventi che riguardano l'impianto elettrico (rifasamento e illuminazione), che restituiscono VAN molto più bassi di quelli sopra esposti; per il nuovo impianto di illuminazione a LED si ottengono valori molto simili per i 3 caseifici (da a ), mentre per il rifasamento si va da un massimo di a un minimo di Bisogna però dire che, se è vero che queste ultime tecnologie restituiscono un VAN modesto, è altrettanto vero che l'investimento iniziale per la loro introduzione è veramente basso e quindi facilmente accessibile anche in situazioni economiche non positive. Per rifasare l'impianto elettrico o rifare l'impianto di illuminazione i caseifici possono spendere da a 3.400, mentre l'implementazione di un impianto di cogenerazione da metano comporta un esborso iniziale di circa Nell'ultimo riquadro delle schede viene anche riportato il VAN unitario: è questo un artifizio contabile utile per pesare il VAN su un parametro di produzione, in questo caso il formaggio stagionato prodotto in un 8. IMPIANTI SOLARI E RISPARMIO ENERGETICO PER I CASEIFICI PILOTA 87

88 anno, che a sua volta deriva dal latte lavorato all'anno per il coefficiente di resa del 5,5%. Di fatto, l'ordine decrescente dei VAN unitari delle diverse tecnologie segue l'ordine dei VAN assoluti, con solo qualche lieve differenza non molto significativa. Il più alto VAN unitario è pari a circa 350 /t di formaggio, mentre i valori più bassi si collocano intorno ai 3 /t. Per gli approfondimenti si rimanda alle 15 schede efficienza, dove sono riportati in modo sintetico gli interventi e dove sono indicati tutti i valori utili di tipo tecnico ed economico per il calcolo del VAN. 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA Nel capitolo 6 sono state illustrate le tecnologie oggi disponibili per la produzione di biogas e di biometano e le loro possibili applicazioni nel comparto agricolo. Nel presente capitolo viene illustrata l'analisi dell'applicabilità di tali tecnologie nei 3 caseifici pilota del progetto Erica. Come per l'applicazione del solare (capitolo 8), anche la presente valutazione di massima ha una validità che va oltre il contesto per la quale è stata redatta (caseifici dell'area del sisma) e può essere considerata esemplificativa per i caseifici del P-R in generale. Gli scopi di questa analisi sono principalmente i seguenti: verificare il potenziale metanigeno degli effluenti bovini degli allevamenti che conferiscono il latte ai caseifici e che hanno aderito all'iniziativa; individuare eventuali criticità gestionali degli effluenti zootecnici in relazione alla loro utilizzazione in digestione anaerobica. A tale scopo sono state condotte visite aziendali approfondite per rilevare le caratteristiche delle soluzioni stabulative e gestionali adottate nei diversi allevamenti. Di seguito si descrivono sinteticamente gli stessi allevamenti e, per ogni caseificio, si riportano i principali risultati dell'analisi economica; per tutti gli approfondimenti del caso, si rimanda all'allegato II Caseificio A L'analisi ha considerato i due allevamenti facenti parte della cooperativa: Azienda Il Castello e Azienda Oppio Azienda Il Castello Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino. Durante la visita aziendale era in fase di ultimazione la costruzione di una nuova stalla per capi in produzione; quindi, l'analisi ha considerato anche la potenzialità di questa ulteriore struttura. L allevamento dista dal caseificio circa 2,5 km. Il centro aziendale è costituito da 6 fabbricati che ospitano le vacche e la rimonta aziendale, dalla zona di mungitura con sala a giostra da 40 posti e dalle strutture di trattamento e stoccaggio degli effluenti (impianto di separazione solido/liquido, 3 vasche di calcestruzzo e 2 lagoni in terra battuta). La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Un aspetto di criticità è dato dalla tecnica del flushing per la pulizia della canaletta di testa delle stalle, che porta a una diluizione degli effluenti avviati a digestione anaerobica (DA). Inoltre, gli abbeveratoi delle stalle sono svuotati quotidianamente per ragioni igieniche; sono presenti 22 abbeveratoi da 60 litri ciascuno, per cui si deve considerare un quantitativo di effluente supplementare di circa 1,3 m 3/d. 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 88

89 Azienda Oppio L allevamento dista dal caseificio circa 2,5 km. Il centro aziendale è costituito da 6 fabbricati che ospitano le vacche e la rimonta aziendale, dalla zona di mungitura con sala a spina poste e dalle strutture di trattamento e stoccaggio degli effluenti (impianto di separazione solido/liquido, 3 vasche di calcestruzzo e 2 lagoni in terra battuta). La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Considerando la gestione aziendale, sarà possibile utilizzare in DA il solo solido separato residuo e le lettiere delle stalla C e D. Sono stati comunque eseguiti campionamenti dei vari comparti e delle varie vasche di stoccaggio. Nelle stalle gli abbeveratoi sono svuotati ogni due giorni per ragioni igieniche. Sono presenti 18 abbeveratoi da 100 litri ciascuno, per cui si deve considerare un quantitativo di effluente supplementare di circa 0,9 m3/d Studio di fattibilità Nello studio di fattibilità si è tenuto conto di tutte le criticità legate al tipo di stabulazione degli animali, al metodo di pulizia adottato negli allevamenti (per esempio il flushing) e alla presenza di paddock esterni. In fase di studio si sono ipotizzati più scenari, ma in vista dell entrata in vigore dei nuovi incentivi che prevedono un corrispettivo di 0,233 /kwh immesso in rete per impianti sotto i 300 kwe installati e un corrispettivo di 0,18 /kwh in rete per impianti da 300 a 600 kwe istallati, si è deciso che la soluzione migliore per questa realtà era la progettazione di un impianto con potenza installata inferiore ai 300 kwe. Si è optato per un impianto di biogas da 295 kwe, con recupero di energia termica. Per l azienda Oppio viene considerato il solo apporto del letame tal quale nella quantità di 2,75 t/d. Questo perché, in base alla taglia finale dell impianto ipotizzato, è sufficiente questo apporto di letame. La disponibilità di altro sottoprodotto organico rende più elastico l approvvigionamento di matrici organiche in caso di necessità. Dall azienda Castello saranno trasportate 13,72 t/d di letame (è stata anche previsto l uso di paglia nelle cuccette) e 80,71 t/d di liquame. L ubicazione dell impianto di biogas è stata pensata in prossimità del caseificio, in modo da poter sfruttare anche il calore in eccesso prodotto dalla cogenerazione. Come si evince dalle tabelle dai grafici in Allegato II, dallo studio emerge che, in relazione alle matrici organiche a disposizione, si può installare un cogeneratore con una potenza di 295 kwe ed una potenza termica recuperabile di circa 402 kw. I due digestori previsti hanno un volume totale di circa m 3, con un carico organico volumetrico di 2,5 kgsv/m3 per giorno e un tempo di ritenzione idraulica di 39 giorni. La tariffa incentivante attribuita è di 233 /MWh immessi in rete, ovvero la tariffa prevista per il 2016 dallo schema di decreto sulle rinnovabili elettriche differenti dal fotovoltaico, per impianti fino a 300 kwe di potenza istallata. La potenza termica minima utilizzabile all interno del caseificio, ovvero la potenza termica trasferita dal cogeneratore al netto di quella che l impianto assorbe per tenere i digestori in temperatura, è di circa 175 kw, ma si è ipotizzato un reale utilizzo del 50% di questo valore, ovvero circa kwh termici all anno. Tale ipotesi porterebbe ad un risparmio di circa /anno per il mancato acquisto di carburante per scaldare l acqua utilizzata per la lavorazione del formaggio e per il riscaldamento degli ambienti. Il caseificio attualmente consuma kwh termici, di cui kwh legati al processo di lavorazione del latte e kwh per il riscaldamento del magazzino e della sala spersori. Analizzando questo ultimo dato si può affermare che almeno il consumo legato al riscaldamento degli ambienti può essere completamente coperto dallo sfruttamento del calore di cogenerazione, poiché richiede una temperatura dell acqua non oltre 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 89

90 gli 80 C. Il digestato prodotto sarà riportato presso gli allevamenti per sfruttare le vasche di stoccaggio già presenti, in modo che presso l impianto vi sia solo una vasca, coperta, per lo stoccaggio del digestato separato liquido ed una platea per lo stoccaggio della frazione solida del digestato separato, con una volumetria e superficie per stoccare per 30 d i due prodotti. La breve distanza degli allevamenti dal caseificio, circa 2,5 km, rende i costi di trasporto contenuti e sostenibili. A fronte di un investimento previsto di , ipotizzando una valorizzazione del calore per una cifra di /a, l analisi economica porta ai seguenti risultati (Allegato II): il margine lordo operativo (MOL) sarà pari a /anno nei primi 20 anni. Considerando un piano di ammortamento semplice in 20 anni, il margine operativo netto (MON) sarà quindi pari a circa /anno nei primi 20 anni, mentre il reddito netto ante imposta pari a /anno; il tempo di ritorno semplice sarà di 5,55 anni, mentre il VAN, calcolato con un saggio di attualizzazione del 2%, al termine dei 20 anni, pari a ( se si considera un saggio di attualizzazione del 5%) e il tasso interno di rendimento (TIR) pari al 14,6%; il break even point viene calcolato pari a 5,94 anni con il saggio di attualizzazione al 2% (pari a 8,51 anni se si considera al 5%). Il break even point si riduce a 5 anni e il TIR aumenta al 16,3% se l'impianto viene costruito con un contributo pubblico in conto capitale del 10%; estremamente interessante è il rapporto tra il reddito netto ante imposta e i quantitativi di latte lavorato. Tale rapporto ( / t) porta ad un valore di 13,08 /t, che è il valore che il caseificio risparmia sul costo di lavorazione del latte Upgrading da biogas a biometano Visto il crescente interesse verso la produzione di biometano, si è fatto l esercizio di ipotizzare l installazione di un impianto di upgrading del biogas a biometano. La tecnologia ipotizzata è quella a membrane selettive, tecnologia molto versatile, semplice da gestire e adatta a impianti di piccola/media taglia che trattano biogas con basso contenuto di N2. Il biometano è il gas prodotto dalla purificazione del biogas, avente caratteristiche tali da consentirne l immissione nella rete del gas naturale. Può essere utilizzato senza particolari precauzioni nei veicoli a metano (fonte GSE). Il biogas, una volta purificato dalle sue componenti sporche (principalmente H 2S, NH3, polveri), viene deumidificato, compresso e fatto passare all interno di una serie di membrane a selettività differente alla CO 2 e al CH4. In questo modo un biogas con un contenuto percentuale di circa il 55% di metano, esce dalle membrane come biometano con un contenuto in metano del 96-97%, qualitativamente migliore del gas naturale, poiché privo delle componenti idrocarburiche. Poiché il mercato della componentistica legata alla produzione di biometano non è ancora sviluppato in Italia, non è logico pensare, per economie di costi, all installazione di un impianto di upgrading che tratti meno di 200 m3/h di biogas. Pertanto, nello studio di fattibilità è stato pensato anche l apporto di una quantità di siero di latte (10,5 t/giorno), in modo che, in base al potenziale metanigeno dei sottoprodotti alimentati, si potesse raggiungere una produzione oraria di circa 205 m 3/h dall impianto di biogas. Siccome nello scenario ipotizzato non è più previsto lo sfruttamento del calore per mancanza del cogeneratore, l impianto di biogas e di upgrading a biometano è stato ipotizzato presso l Azienda Il Castello, poiché vicina alla rete del gas metano. In questo modo si evitano anche i costi di trasporto dei sottoprodotti dall azienda agricola stessa, rispetto all ipotesi dell impianto di biogas ubicato presso il caseificio (a fronte del trasporto di 10,5 m3/giorno di siero, si evita il trasporto di circa 87 t/giorno tra liquami e letami). 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 90

91 Per l analisi finanziaria, in merito alla componentistica e all allaccio alla rete del gas, si è chiesto un preventivo alle ditte specializzate nel settore: Idromeccanica, Biometano Estense e System Gas. Rispetto all ipotesi di installazione di un cogeneratore, sono cambiate alcune voci di costo, con un investimento totale ipotizzato di circa e un costo annuale di gestione di I costi della manutenzione straordinaria sui 20 anni dell incentivo calano a circa per effetto della meno onerosa manutenzione delle membrane rispetto al cogeneratore. Mentre per i costi di gestione dell impianto e di trasporto delle materie prime si ha un risparmio, i maggiori aggravi di costi si hanno per le spese necessarie al riscaldamento dei digestori, tramite l installazione di caldaie a gas metano, e per le spese relative al consumo elettrico di tutto l impianto, che prima erano comprese nell autoconsumo elettrico e sottratte alla produzione elettrica del cogeneratore. Altra spesa necessaria è quella relativa al consumo elettrico per la compressione del biometano prima dell immissione in rete. In fase di investimento iniziale una quota importante è rappresentata dall installazione dei sistemi di misura e qualità (circa ) e dal costo di allacciamento alla rete. Quest ultimo è stato stimato in , partendo da un range di spesa molto ampio che può andare da 0 a oltre In attesa della norma tecnica che possa permettere l immissione in rete del biometano, essendo l incentivo al biometano calcolato in base al prezzo del gas naturale (DM 5 dicembre 2013), si sono ipotizzati tre scenari con una differente tariffa per il ritiro, riconosciuta direttamente dal GSE. I tre scenari descritti nell Allegato II, riferiti a un impianto di upgrading costruito con un finanziamento in conto capitale del 10%, descrivono l analisi finanziaria riferita a tre differenti tariffe di ritiro del biometano: 70 /MWh, 80 /MWh e 100 /MWh. L analisi finanziaria evidenzia che con una tariffa di ritiro del biometano di 100 /MWh risulta decisamente conveniente la produzione di biometano, con un ritorno semplice dell investimento stimato in 4,87 anni e un break even point a 5,18 anni (5,7 se si considera un costo del denaro al 5%). Diversamente, con una tariffa di ritiro del biometano di 70 /MWh, risulta non molto sostenibile dal punto di vista economico, almeno con i costi del mercato della componentistica, la produzione di biometano in questo tipo di esempio, con un tempo di ritorno semplice dell investimento stimato in 10,37 anni e un break even point a 13,51 anni (17,28 se si considera un costo del denaro al 5%). Nell ipotesi di una tariffa di ritiro del biometano di 80 /MWh, realistico in base ai calcoli basati sul prezzo del metano di rete relativo agli ultimi anni, l analisi finanziaria porta ad un tempo di ritorno semplice dell investimento stimato in 7,13 anni e un break even point a 7,77 anni (10,18 se si considera un costo del denaro al 5%), un VAN di ( se si considera un costo del denaro al 5%) e un TIR del 11,8%. Il valore del reddito netto ante imposta è di /anno, che su una quantità di latte lavorato di t/anno, significa 8,37 /t, che è il valore di risparmio su ogni tonnellata di latte lavorato. Considerando che il mercato del biometano in Italia non è ancora partito e che quindi i prezzi della componentistica potrebbero realisticamente calare, si intuisce come può essere di estremo interesse per i caseifici un futuro legato anche alla produzione di biometano, biocarburante ambientalmente sostenibile e con una moltitudine di utilizzi energetici Caseificio B L'analisi ha considerato 8 allevamenti facenti parte della cooperativa che hanno aderito all'iniziativa Azienda Bellintani Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Moglia, a una distanza di circa 4,5 km dalla latteria. Il centro aziendale prevede 2 stalle adiacenti, la zona di mungitura con sala da 12 poste e le strutture per lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 91

92 è riportata nell'allegato II. Non sono state rilevate criticità; le acque meteoriche sono tutte raccolte da sistema efficiente (pluviali, grondaie e rete acque bianche dedicata). In azienda vedono bene la cessione dei reflui a impianto centralizzato e sono favorevoli al trasporto conto terzi (non hanno tempo e mezzi adeguati). Hanno carenza di stoccaggio e quindi sono favorevoli alla creazione di buona parte dello stoccaggio presso un impianto centralizzato Azienda Caprari Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Reggiolo, a una distanza di circa 7 km dal caseificio. Il centro d'allevamento prevede 2 stalle, la zona di mungitura e le strutture per il trattamento e lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. L'unica criticità rilevata è rappresentata dal materiale da lettiera utilizzato, costituito da segatura grossolana e truciolo Azienda Freddi Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Reggiolo, a una distanza di circa 1,7 km dalla latteria. L'allevamento prevede 3 stalle, la zona di mungitura e le strutture di stoccaggio degli effluenti (una vasca e una platea). La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Le criticità riguardano la stalla 3, che prevede un sistema di rimozione degli effluenti ogni 6 mesi, per cui tale struttura non è stata considerata nell'analisi, perché il titolare non prevede di modificarla. Sono favorevoli alla cessione dei reflui a impianto centralizzato e al trasporto mediante conto terzi Azienda Prati Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Rolo, a una distanza di circa 6,5 km dal caseificio. Il centro d'allevamento prevede 2 stalle, la zona di mungitura e le opere esterne per il trattamento e lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Nessuna criticità è stata rilevata. In azienda vedono bene la cessione dei reflui a impianto centralizzato e sono favorevoli al trasporto mediante conto terzi (non hanno tempo e mezzi adeguati) Azienda Trevisi Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Moglia, a una distanza di circa 3,5 km dalla latteria. L'allevamento prevede 2 corpi stalla, la zona di mungitura e le opere per lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Non è stata rilevata alcuna criticità che possa pregiudicare la costruzione di un impianto di biogas aziendale Azienda Truzzi Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Novi di Modena, a una distanza di circa 6,5 km dal caseificio. L'allevamento prevede 2 stalle, la zona di mungitura e le strutture esterne per lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. L'unica criticità rilevata è rappresentata dalla platea del letame scoperta, che in caso di pioggia invia i 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 92

93 percolati alla vasca 1. In azienda valutano positivamente la cessione dei reflui a impianto centralizzato e sono favorevoli al trasporto mediante conto terzi (non hanno tempo e mezzi adeguati) Azienda Gentile Nuova Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Reggiolo, a una distanza di circa 3,5 km dalla latteria. L'allevamento è costituito da 3 stalle, dalla zona di mungitura e dalle opere esterne per lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. L'unica criticità rilevata è rappresentata dal paddock scoperto della stalla 2, che raccoglie acqua piovana. I percolati della concimaia non sono utilizzabili in DA a causa del basso contenuto in sostanza secca e sostanza organica Azienda Stalla Tullie La Società Agricola Stalla Tullie è costituita da due allevamenti di suini a ciclo aperto per la produzione di suini pesanti (peso di vendita finale di circa 160 kg), fisicamente divisi da Via Tullie e posti in adiacenza al caseificio (in passato erano un unico complesso). I due allevamenti sono condotti in soccida ed entrambi sono provvisti di AIA autonoma. La descrizione sintetica dei due allevamenti è riportata nell'allegato II. Occorre modificare le tecniche di rimozione dei liquami attualmente adottate, al fine di asportare in modo rapido e frequente gli effluenti d'allevamento da inviare a DA. Nel secondo allevamento sono effettuati lavaggi frequenti che diluiscono fortemente i liquami prodotti, per cui se ne sconsiglia l utilizzo in DA Studio di fattibilità Nello studio di fattibilità si è tenuto conto di tutte le criticità legate al tipo di stabulazione degli animali, al metodo di pulizia adottato negli allevamenti e alla presenza eventuale di paddock esterni. In fase di studio si sono ipotizzati più scenari, ma in vista dell entrata in vigore dei nuovi incentivi che prevedono un corrispettivo di 0,233 /kwh immesso in rete per impianti sotto i 300 kwe installati e un corrispettivo di 0,18 /kwh in rete per impianti da 300 a 600 kwe istallati, si è deciso che la soluzione migliore per realtà di queste dimensioni è progettare un impianto sotto i 300 kwe di potenza installata. Delle aziende visitate, si è valutato di preventivare l utilizzo di matrici organiche di solo 7 siti produttivi (Bellintani, Caprari, Freddi, Prati, Truzzi, Gentile Nuova, Tullie), in quanto l Azienda Trevisi ha deciso di valutare la costruzione di un impianto di biogas aziendale. Per l Azienda Tullie si è valutato di considerare solamente l utilizzo degli effluenti provenienti dall allevamento suino ristrutturato, poiché la stabulazione e la gestione degli effluenti sono più adatti a un utilizzo degli stessi in DA. Si è pensato di installare un addensatore (flottatore) per i liquami suini, prima di avviarli a DA, in modo da avere un maggiore apporto di solidi volatili in relazione al volume e poter ridurre le dimensioni dei digestori anaerobici. In questo modo vi sarebbe anche una migliore ottimizzazione dell energia termica che non andrebbe tutta utilizzata per il riscaldamento dei digestori, ma che potrebbe essere valorizzata nelle fasi di lavorazione del caseificio; in relazione a questo aspetto, la costruzione dell impianto di biogas è stata ipotizzata vicino al caseificio, in modo da recuperare parte della potenzialità termica disponibile in eccesso. In base alle caratteristiche dei liquami e dei letami analizzati, per l alimentazione dell impianto di biogas saranno utilizzati 16,39 t/d di letami bovini, 18,91 m 3/d di liquami suini addensati e 66,11 m3/d di liquami bovini. Come si evince dalle tabelle dai grafici in Allegato II, dallo studio emerge che, in relazione alle matrici organiche a disposizione, si può installare un cogeneratore con una potenza di 295 kwe e una potenza termica recuperabile di circa 402 kw. I due digestori previsti avrebbero un volume totale di m 3 con un carico organico volumetrico di 2,5 kgsv/m3 d e un tempo di ritenzione idraulica di 32 d. 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 93

94 La tariffa incentivante attribuita è di 233 /MWh immessi in rete, ovvero la tariffa prevista per il 2016 dallo schema di decreto sulle rinnovabili elettriche differenti dal fotovoltaico, per impianti fino a 300 kwe di potenza istallata. La potenza termica minima utilizzabile all interno del caseificio, ovvero la potenza termica trasferita dal cogeneratore meno quella che l impianto assorbe per tenere i digestori in temperatura, è di circa 151 kw, ma si è ipotizzato un reale utilizzo del 50% di questo valore, ovvero circa kwh termici all anno. Tale ipotesi porterebbe ad un risparmio di circa /a per il mancato acquisto di carburante per scaldare l acqua utilizzata per la lavorazione del formaggio e per il riscaldamento degli ambienti. Il caseificio attualmente consuma kwh termici, di cui kwht legati al processo di lavorazione del latte (vapore e acqua calda sanitaria) e kwht per il riscaldamento degli ambienti. Analizzando questo ultimo dato si può affermare che il consumo legato al riscaldamento degli ambienti può essere abbattuto dallo sfruttamento del calore di cogenerazione poiché richiede una temperatura dell acqua non oltre gli 80 C. Il digestato prodotto sarà riportato presso gli allevamenti in modo da sfruttare le vasche di stoccaggio già presenti; così facendo, presso l impianto vi sarà solo una vasca, coperta, per lo stoccaggio del digestato separato liquido e una platea per lo stoccaggio della frazione solida del digestato separato, con volumetria e superficie adeguate per stoccare i due prodotti per 30 d. I conti economici evidenziano che i costi di trasporto del materiale organico per l alimentazione dell impianto di biogas incidono in maniera importante (quasi /anno), anche se rimangono ancora nella sostenibilità economica e ambientale, essendo tutte le aziende distanti meno di 10 km dal sito. A fronte di un investimento previsto di , ipotizzando una valorizzazione del calore per una cifra di ,21 /a, l analisi economica porta ai seguenti risultati (Allegato II): il margine lordo operativo (MOL) è pari a /anno nei primi 20 anni. Considerando un piano di ammortamento semplice in 20 anni, il margine operativo netto (MON) dovrebbe essere quindi pari a circa /anno nei primi 20 anni, mentre il reddito netto ante imposta pari a /anno; il tempo di ritorno semplice è di 5,65 anni, mentre il VAN, calcolato con un saggio di attualizzazione del 2%, al termine dei 20 anni, pari a ( se si considera un saggio di attualizzazione del 5%) e il tasso interno di rendimento (TIR) pari al 14,3%; il break even point viene calcolato pari a 6,06 anni con il saggio di attualizzazione al 2% (pari a 8,54 anni se si considera saggio di attualizzazione al 5%). Il break even point si riduce a 5,42 anni e il TIR aumenta al 16,0% se l'impianto viene costruito con un contributo pubblico in conto capitale del 10%; estremamente interessante è il rapporto tra il reddito netto ante imposta e i quantitativi di latte lavorato. Tale rapporto ( / t) porta ad un valore di /t, che è il valore che il caseificio risparmia sul costo di lavorazione del latte Caseificio C L'analisi ha considerato 3 allevamenti che hanno aderito all'iniziativa, due dei quali conferenti al caseificio. Il terzo allevamento è stato coinvolto in quanto è posto nelle vicinanze di uno dei due conferenti, ha un proprio caseificio, ma non valorizza il siero di latte, che quindi può essere valorizzato in DA Azienda Cipriani L'azienda conferisce il latte al caseificio. Il centro aziendale è composto da due allevamenti bovini vicini, siti nel comune di Gattatico, a una distanza di circa 8,5 km dalla latteria. Il centro d'allevamento principale prevede diversi corpi stalla adiacenti, la zona di mungitura e le strutture per lo stoccaggio degli effluenti. La 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 94

95 descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Nessuna criticità è stata rilevata. L'azienda ha impianti di recente costruzione ed è adatta a valorizzare gli effluenti mediante DA. La proprietà è disponibile a valutare l'impianto aziendale dimensionato per trattare anche effluenti di aziende vicine. La linea metano dista circa 1 km e l'allevamento si trova molto vicino all'azienda Salati (circa 500 m.) Azienda Salati L'azienda conferisce il latte al caseificio. Il centro aziendale principale è composto da un unico allevamento bovino sito nel comune di Gattatico, a una distanza di circa 8 km dalla latteria. L'allevamento è costituito da 4 stalle, dalla zona di mungitura e dalle opere esterne per lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Le uniche criticità rilevate sono rappresentate dai 3 paddock scoperti, che raccolgono molta acqua piovana (diluizione dei liquami). L'allevamento si trova molto vicino all'azienda Cipriani (circa 500 m) Azienda Dall'Aglio Questa azienda non conferisce il latte al caseificio C, perché ha un suo caseificio aziendale che produce 6 t/d di siero di latte; attualmente tale siero viene venduto per l alimentazione di suini. Il centro aziendale è sito nel comune di Gattatico, nelle vicinanze delle due precedenti aziende. L'allevamento è costituito da 5 stalle, dalla zona di mungitura e dalle opere esterne per lo stoccaggio degli effluenti. La descrizione sintetica delle diverse strutture è riportata nell'allegato II. Il paddock scoperto di circa 300 m 2 rappresenta un'evidente criticità nei periodi piovosi, per la grande quantità di acqua raccolta. In azienda hanno già avuto proposte per la realizzazione di un impianto di biogas aziendale alle quali, però, non hanno dato corso, a causa dei notevoli impegni finanziari Studio di fattibilità Nello studio di fattibilità si è tenuto conto di tutte le criticità legate al tipo di stabulazione degli animali, al metodo di pulizia adottato negli allevamenti, alla presenza eventuale di paddock esterni. In fase di studio si sono ipotizzati più scenari, ma in vista dell entrata in vigore dei nuovi incentivi, come detto in precedenza, si è deciso che la soluzione migliore era la progettazione di un impianto sotto i 300 kwe di potenza installata. Questo tipo di valutazioni ha portato a ipotizzare la costruzione dell impianto di biogas presso l azienda Cipriani, poiché ha la disponibilità di terreno per la costruzione ed è baricentrica rispetto alle altre due aziende visitate. Diversamente, la collocazione dell impianto presso il caseificio, avrebbe comportato dei costi di trasporto delle matrici organiche troppo elevati e che avrebbero inciso troppo sui bilanci economico e ambientale. Il calcolo dell apporto di sostanza organica necessaria all alimentazione di un impianto di biogas con meno di 300 kwe installati ci porta alla conclusione che l impianto di biogas ipotizzato potrà essere alimentato solo con gli effluenti provenienti dalle aziende Cipriani e Salati, che distano solo 500 m tra loro, con l apporto del siero di latte proveniente dal caseificio dell azienda Dall Aglio (6 t/giorno). Si è ipotizzato di attribuire un costo elevato di 10 /t al siero, costo che comprende la vendita e il trasporto. Dallo studio condotto si ipotizza un apporto di 35,91 m 3/d di liquame e di 2,28 t/d di letame dell azienda Cipriani ed di 40,8 m3/d di liquame e di 5,48 t/d di letame dell azienda Salati. Inoltre, come detto, si ipotizza un ritiro di 6 t/d di siero di latte proveniente dal caseificio dell azienda Dall Aglio. Come si evince dalle tabelle dai grafici in Allegato II, dallo studio emerge che, in relazione alle matrici organiche a disposizione, risulta la possibilità di installare un cogeneratore con potenza di 282 kwe e potenza 9. IMPIANTI DI BIOGAS PER I CASEIFICI PILOTA 95

96 termica recuperabile di circa 384 kw. I due digestori previsti hanno un volume totale di circa m 3, con un carico organico volumetrico di 2,5 kgsv/m3 d e un tempo di ritenzione idraulica di 36 d. La tariffa incentivante attribuita è di 233 /MWh immessi in rete, ovvero la tariffa prevista per il 2016 dallo schema di decreto sulle rinnovabili elettriche differenti dal fotovoltaico, per impianti fino a 300 kwe di potenza istallata. La potenza termica minima utilizzabile, ovvero la potenza termica trasferita dal cogeneratore meno quella che l impianto assorbe per tenere i digestori in temperatura, è di circa 156 kw. Poiché il caseificio è distante circa 8 km, non è ipotizzabile uno sfruttamento dell energia termica recuperabile, per le fasi di lavorazione del formaggio; si potrebbe ipotizzare però lo sfruttamento di parte di tale calore per il funzionamento di un essiccatoio di foraggi da installare presso l azienda Cipriani. Tale ipotesi, anche se facilmente realizzabile, non è stata conteggiata nel business plan (Allegato II). Il digestato prodotto sarà gestito presso i due allevamenti in modo da sfruttare le vasche di stoccaggio già presenti. Presso l impianto è prevista solo una vasca, coperta, per lo stoccaggio del digestato separato liquido ed una platea per lo stoccaggio della frazione solida del digestato separato, con volumetria e superficie sufficienti per stoccare i due prodotti per 30 d. La breve distanza fra gli allevamenti, circa 0,5 km, rende i costi di trasporto contenuti e sostenibili. A fronte di un investimento previsto di , l analisi economica porta ai seguenti risultati: il margine lordo operativo (MOL) dovrebbe essere pari a circa /anno nei primi 20 anni (Allegato II). Considerando un piano di ammortamento semplice in 20 anni, il margine operativo netto (MON) risulta quindi pari a circa /anno nei primi 20 anni, mentre il reddito netto ante imposta pari a /anno; il tempo di ritorno semplice risulta essere di 5,78 anni, mentre il VAN, calcolato con un saggio di attualizzazione del 2%, al termine dei 20 anni, pari a ( se si considera un saggio di attualizzazione del 5%) e il tasso interno di rendimento (TIR) pari al 13,7%; il break even point viene calcolato pari a 8,07 anni con il saggio di attualizzazione al 2% (pari a 8,92 anni con il saggio di attualizzazione al 5%). Il break even point si riduce a 5,55 anni e il TIR aumenta al 15,3% se l'impianto viene costruito con un contributo pubblico in conto capitale del 10%; estremamente interessante è il rapporto tra il reddito netto ante imposta e i quantitativi di latte lavorato. Tale rapporto ( / t) porta ad un valore di 10,09 /t, che è il valore che il caseificio risparmia sul costo di lavorazione del latte. 10. VALUTAZIONE CARBON FOOTPRINT Per i 3 caseifici pilota dell'area del sisma è stata condotta un'attività specifica finalizzata alla valutazione dell'impronta del carbonio, prima e dopo l'introduzione delle tecnologie relative alle fonti energetiche rinnovabili di tipo solare (fotovoltaico) e cogenerativo (biogas/biometano) Descrizione del lavoro Per la situazione ex-ante (stato di fatto) sono stati raccolti i dati necessari alla stima dell impronta di carbonio dei tre caseifici pilota attraverso un analisi di inventario dei processi più significativi. L analisi di inventario è uno dei quattro passaggi fondamentali per lo studio di impatto ambientale secondo le indicazioni dei protocolli messi a punto a livello internazionale, che percorrono la metodologia richiesta per 10. VALUTAZIONE CARBON FOOTPRINT 96

97 una Life Cycle Assessment (LCA) (ISO 14040): 1. definizione degli obiettivi e dei confini del sistema, 2. analisi di inventario, 3. valutazione degli impatti, 4. analisi dei risultati. L analisi di inventario è in funzione degli obiettivi e del confine del sistema analizzato. Nel nostro caso l analisi del sistema produttivo per i tre caseifici pilota include tutti gli input che concorrono alla produzione del formaggio, fino al cancello del caseificio, senza prendere in considerazione le successive fasi di trasporto, commercializzazione, confezionamento e vendita (figura 10.1). Sono stati definiti i livelli produttivi, i principali input di materiali (carburanti, elettricità, trasporti, sale, caglio, latte, detergenti, acqua, edifici e attrezzature) e si sono definiti i prodotti in uscita (formaggio, panna, siero). L'approccio metodologico adottato è stato quello di definire, per ciascuno dei tre caseifici, le principali caratteristiche produttive e strutturali. Le informazioni sono state raccolte direttamente in caseificio, basandosi sui dati produttivi del 2014 dei tre caseifici pilota (tabella 10.1). E stato stimato l'impatto ambientale complessivo, relativamente alle emissioni di gas serra, dell'intero processo di produzione del P-R, con un approccio LCA (Life Cycle Assessment), che tiene conto, quindi, dell'intero ciclo di vita del prodotto. L'analisi LCA prende in considerazione i carichi ambientali connessi a tutti gli input del processo produttivo analizzato, quindi, nello specifico, del caseificio e di tutti gli impatti legati alla produzione del latte che avvengono a monte del caseificio, cioè nell'azienda zootecnica. Tuttavia, dal momento che CRPA ha già effettuata l'analisi dell'impronta del carbonio della produzione del latte in aziende per P-R in precedenti progetti (in particolare il progetto Life ClimateChangE-R, coordinato dalla Regione Emilia-Romagna, e il progetto SCCAI coordinato da Inea e finanziato dal MIPAAF), nel presente progetto l'analisi si è concentrato sulla fase caseificio. Per l impronta di carbonio del latte conferito al caseificio è stato utilizzato il dato ricavato dalla ricerca Inea, relativo al latte prodotto da un azienda zootecnica da latte di pianura destinato alla trasformazione in P-R, risultato pari a 1,1 kg CO 2-eq. per kg di latte. L'impronta del carbonio valuta le emissioni di gas serra che hanno effetto sul cambiamento climatico e che, nel caso delle produzioni agro-zootecniche, sono metano, protossido di azoto e CO 2. Come fattori di conversione in unità di CO2-equivalente, attraverso il relativo potenziale di riscaldamento globale (GWP), sono stati utilizzati i GWP di IPCC 2007: 25 per il metano e 298 per il protossido di azoto. Un aspetto da tenere in considerazione nell'analisi dei risultati è quello relativo ai criteri di allocazione, nel caso di filiere produttive che vedano uscire dal cancello aziendale più di una tipologia di prodotti. Nei tre caseifici pilota oltre al formaggio stagionato si deve tener conto delle forme scartate e della produzione di panna e siero. Le indicazioni metodologiche delle linee guida (ISO 14044, BSI PAS 2050) suggeriscono di evitare l'allocazione mediante una espansione dei confini del sistema. Quando questo non sia possibile, come è nel nostro studio, in cui ci si vuole fermare al cancello aziendale, le emissioni di GHG possono essere allocate sulla base di relazioni fra parametri che individuino alcuni delle proprietà caratteristiche (fisiche, biologiche) dei prodotti. Un'ulteriore possibilità, utilizzata quando non sia facilmente individuabile un indice comune fra i prodotti, è l'allocazione economica. Questo ultimo criterio ha il difetto di essere influenzato da aspetti congiunturali variabili nel tempo, ma ha il pregio di consentire il trattamento di prodotti che non hanno intrinseci parametri comuni di confronto. 10. VALUTAZIONE CARBON FOOTPRINT 97

98 Nel nostro caso abbiamo utilizzato l allocazione economica in base ai prodotti in uscita dai tre caseifici pilota. Per mitigare le differenze che possono verificarsi dal diverso andamento dei mercati e della capacità di contrattazione dei prezzi dei diversi caseifici, si è deciso di considerare i tre caseifici come se fosse uno solo, sommando le produzioni e facendo la media dei prezzi di vendita. Il risultato ha dato un allocazione del 93,4% degli impatti a carico del P-R, a fronte di un 6,6% a carico degli altri prodotti (tabella 10.2). Tra i co-prodotti è stato considerato anche il cosiddetto sbiancato, ovvero il formaggio che, presentando difetti troppo rilevanti, non rientra nei limiti fissati dal disciplinare del P-R e che quindi viene venduto a prezzi più bassi. Per la determinazione dei prezzi ci si è basati sui dati forniti dai caseifici e sul bollettino della borsa merci di Parma (07/2015). I valori dei consumi energetici sono stati rilevati direttamente nei caseifici, come si è ampiamente illustrato, unitamente ai consumi di sale, caglio e acqua. Per l acqua, essendo utilizzata nei 3 caseifici acqua di pozzo, non si è attribuita nessuna impronta di carbonio, tranne quella relativa al consumo energetico per il prelievo. La quantità dei detergenti è stata stimata. Per la valutazione degli impatti degli edifici si sono utilizzati i dati contenuti nella banca dati Ecoinvent, riferendoli alla superficie occupata sia dal caseificio che dal magazzino e considerando una vita utile di 50 anni. Per le attrezzature di servizio, quali caldaie, affioratori, spersori, salatoi, carrelli, scalere, macchine pulitrici ecc., sono state valutate le quantità di materiali (in peso) con cui le attrezzature sono composte e utilizzando la banca dati Ecoinvent per i relativi impatti, considerando una durata media di 15 anni. Il latte conferito ai caseifici per la produzione del P-R porta il peso più importante in termini di impatto: rispettivamente 92,9% per caseificio B, 93,2% per A e 95,1% per C. Per il calcolo sono stati considerati 14 l di latte per produrre 1 kg di formaggio (tabella 10.3). L impronta di carbonio del litro di latte è stata considerata uguale per i tre caseifici, essendo molto gravoso e non previsto dal progetto il calcolo degli impatti delle singole unità produttive che conferiscono il latte ai caseifici. Per valutare meglio l efficienza ambientale dei singoli caseifici rispetto ai gas serra si è calcolata la responsabilità dei diversi processi, escludendo la voce latte e accorpando alcuni input (tabella 10.4). L uso delle risorse energetiche (elettricità, metano o gasolio) ha la maggiore responsabilità nelle emissioni di gas serra. Oltre il 90% per A e B e circa il 75% per C. Il caseificio C presenta maggiori impatti per la fase di trasporto del latte dalle aziende al caseificio, a causa della maggiore distanza media dei conferenti: 15 km contro i 4-5 km degli altri due caseifici. Il peso delle attrezzature di servizio al caseificio non supera il 5,2% e ancora minore risulta l impatto degli edifici (caseificio e magazzini). E evidente che sono le emissioni dovute ai consumi energetici quelle su cui sono ipotizzabili interventi migliorativi, essendo difficile e anche poco rilevante intervenire per ridurre l impatto degli altri input Situazione ex-post (biogas) Per la valutazione della potenziale riduzione dell impronta carbonica in caso di produzione di energia elettrica rinnovabile tramite il biogas si è fatto riferimento al lavoro svolto in questo ambito per i 3 caseifici pilota (Capitolo 9). Nello specifico, per il caseificio B si è ipotizzato un impianto di biogas situato presso il caseificio, della 10. VALUTAZIONE CARBON FOOTPRINT 98

99 potenza di 295 kw e con una produzione annua di energia elettrica immessa in rete di kwh/anno. Il cogeneratore produce anche energia termica di cui si ipotizza un reale utilizzo per il 50% della produzione totale, stimato in kwh termici all anno, che saranno utilizzati per coprire in parte i consumi attuali di kwh termici forniti da una caldaia a gasolio. L impianto di biogas viene alimentato da effluenti provenienti da due aziende che distano in media 5,5 km. Per l alimentazione dell impianto di biogas vengono utilizzate 16,39 t/d di letami bovini, 18,91 m 3/d di liquami suini addensati (provenienti dall allevamento annesso al caseificio) e 66,11 m 3/d di liquami bovini. Anche nel caseificio A l ubicazione dell impianto di biogas è stata ipotizzata in prossimità del caseificio, in modo da poter sfruttare anche il calore in eccesso prodotto dalla cogenerazione. Si è dimensionato un impianto di biogas della potenza di 295 kw con una produzione annua di energia elettrica immessa in rete di kwh/anno. Si è stimato un reale utilizzo della energia termica del 50% ovvero circa kwh termici all anno, che vengono sottratti agli attuali consumi termici del caseificio, pari a kwh termici forniti dalla caldaia a metano. Sono due le aziende che conferiscono gli effluenti all impianto: nella prima viene considerato il solo apporto del letame tal quale nella quantità di 2,75 t/d, con la seconda si apportano 7,70 t/d di letami (solido separato) e 80,71 t/d di liquami. Entrambe le aziende distano circa 2,5 km dall impianto. Per il caseificio C si è ipotizzato un impianto di biogas collocato presso un'azienda che conferisce il latte al caseificio, posta in posizione baricentrica rispetto alle aziende che potenzialmente possono alimentare il digestore con i propri effluenti. La collocazione dell impianto presso il caseificio avrebbe comportato dei costi di trasporto delle matrici organiche troppo elevati e che avrebbero inciso troppo sul bilancio economico e ambientale. Il cogeneratore previsto ha una potenza di 282 kw con una produzione annua di energia elettrica immessa in rete di kwh/anno. Poiché il caseificio è distante circa 8 km, non è ipotizzabile uno sfruttamento dell energia termica potenziale. L apporto di effluenti è di di 35,91 m 3/d di liquami bovini e di 2,28 t/d di letami bovini provenienti dall azienda dove è posto l impianto e di 40,8 m 3/d di liquami bovini e di 5,48 t/d di letami bovini provenienti da un azienda che dista 500 m dal digestore. Si è ipotizzato inoltre l apporto di 6 t/d di siero di latte proveniente dal caseificio situato a una distanza di 8 km. Per il calcolo si è tenuto conto della struttura degli impianti di biogas in base alla potenza e ai dati contenuti nella base dati Ecoinvent, dove vengono considerati gli impatti dovuti ai materiali di costruzione del digestore e del generatore di elettricità, considerando una vita utile dell impianto di 20 anni. Sono state calcolate le emissioni derivate dai consumi di combustibile dei mezzi di trasporto necessari per conferire al digestore il liquame, il letame e il siero. Per gli effluenti di allevamento si è considerato anche il viaggio di ritorno dei digestati in azienda per il successivo spandimento. La produzione di energia elettrica immessa in rete è stata considerata come energia elettrica che sostituisce l energia elettrica prodotta in Italia in modo convenzionale, così da evidenziare la potenzialità di riduzione delle emissioni CO2 del processo di produzione del P-R offerta dal biogas. Nella tabella 10.5 sono riportati i risultati a confronto tra le emissioni senza impianto di biogas e con impianto di biogas. Le emissioni di CO2eq per kg di formaggio prodotto si riducono in tutti i casi analizzati. Maggiori vantaggi sono stati ottenuti dove si è potuto sfruttare almeno in parte l energia termica prodotta dal cogeneratore, cioè nei caseifici A e B, dove sono più evidenti le differenze. Eliminando la voce relativa all impatto del latte si possono evidenziare meglio i pesi dei diversi input 10. VALUTAZIONE CARBON FOOTPRINT 99

100 relativamente al processo di produzione nel solo caseificio (tabella 10.6). Assumono un certo rilievo gli impatti derivati dai trasporti degli effluenti, almeno per A e B, mentre non sono significativi gli impatti derivanti dai materiali di costruzione degli impianti di biogas. Inoltre, con le ipotesi di impianto di biogas studiate, sempre eliminando l impatto del latte, si nota come gli impatti prodotti nel caseificio risultino completamente annullati in tutti i casi (tabella 10.7) Situazione ex-post (fotovoltaico) La produzione annuale di energia elettrica derivata dagli impianti fotovoltaici è stimata in kwh/anno per il caseificio B, kwh/anno per A e kwh/anno per C. La quantità di emissioni rilasciate dalla produzione di energia elettrica derivata da pannelli fotovoltaici è stata calcolata con l aiuto della banca dati Ecoinvent (produzione di energia elettrica in bassa tensione con un modulo fotovoltaico da 3 kwp comprensivo di inverter; vita media produttiva dei moduli fotovoltaici stimata in 30 anni). L'energia elettrica prodotta dai pannelli è considerata come energia di servizio al caseificio e pertanto, nel confronto ante-post, sono state sostituite le quantità di emissioni derivate dalla produzione di energia elettrica del mix italiano con quelle derivate dalla produzione di energia elettrica fornita dai pannelli. Nella tabella 10.8 sono riportati i risultati a confronto tra le emissioni senza impianto fotovoltaico e con impianto fotovoltaico. In tutti i casi si nota una riduzione dell impronta di carbonio, anche se le differenze fra situazione ante e post, quando vengono incluse le emissioni dovute alla produzione del latte, risultano minime. Confrontando gli impatti a carico del solo caseificio, senza l impatto del latte, le riduzioni risultano comunque sufficientemente significative, essendo comprese tra 8 e 11% circa (tabella 10.9). Gli effetti sono naturalmente dovuti ai minori impatti generati dalla produzione di energia elettrica dai pannelli fotovoltaici rispetto agli impatti provenienti dalla rete elettrica italiana. Molto contenuta risulta l impronta di carbonio per la fabbricazione dei pannelli, compresa tra 0,06 e 0,07% degli impatti riferiti a 1 kg di formaggio e di poco superiore al 1% se consideriamo i soli impatti del caseificio, senza il contributo della produzione del latte. 11. COSTO DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN PARMIGIANO REGGIANO Premessa Il costo di trasformazione del latte in formaggio P-R è elemento di grande rilevanza per la redditività delle aziende che conferiscono il latte al caseificio. La trasformazione del latte, e di conseguenza il suo costo, è strettamente correlata con la struttura produttiva e, in particolare, con le attrezzature di cui è dotato il caseificio. La distribuzione dei locali di lavorazione, la loro dimensione e funzionalità, abbinate al livello di movimentazioni meccanizzate del latte e successivamente del formaggio, permettono di contenere in modo sensibile il costo di lavorazione. In questi ultimi anni assume sempre maggiore importanza il costo dell'energia, che viene utilizzata in grande quantità in queste realtà produttive. L obiettivo del progetto ERICA è quello di fornire agli amministratori dei caseifici dei punti di riferimento 11. COSTO DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN PARMIGIANO REGGIANO 100

101 con i quali valutare le nuove fonti energetiche rinnovabili e di conseguenza incoraggiarli a operare scelte che possano ridurre il costo di trasformazione del latte in formaggio, ottenendo alla stesso tempo benefici di carattere ambientale Metodologia Il costo di trasformazione che si calcola nella presente indagine è l'ammontare dei costi che il caseificio sostiene per trasformare il latte in formaggio marchiato e ceduto a un grossista. Il suddetto costo, pertanto, è al lordo del valore dei sottoprodotti panna e siero. Il calcolo del costo di trasformazione del latte in formaggio è stato fatto utilizzando i dati contabili rilevati dai bilanci dei caseifici. Oltre ai dati di bilancio, l'indagine si è avvalsa di dati tecnici ed economici extra contabili rilevati presso i caseifici. In particolare, si sono rilevate le attività collaterali svolte all'interno del caseificio, e la quantità di latte raccolto e lavorato. Di fatto, i valori del costo di trasformazione sono quelli effettivamente sostenuti dai tre caseifici del campione e rilevati nei loro bilanci. Si precisa che il costo di trasformazione calcolato comprende anche il costo della raccolta del latte, perché in tutti i caseifici del campione detto onere è parte integrante del bilancio, sia se la raccolta viene eseguita con mezzi propri del caseificio, sia se la raccolta viene fatta utilizzando un servizio esterno al caseificio Costo di trasformazione dei tre caseifici pilota I caseifici esaminati sono i 3 caseifici pilota, così come erano stati definiti durante il primo anno di attività del progetto: A) Caseificio Bonlatte di Castelfranco Emilia (MO), che nel 2013 ha trasformato t di latte; B) Latteria Tullia di Rolo (RE), che nel 2013 ha trasformato t di latte; C) Caseificio Sant'Angelo di San Giovanni in Persiceto (BO), che nel 2013 ha trasformato t di latte. Da notare che, rispetto ai caseifici pilota riportati al Capitolo 7, il terzo è differente, perché sostituito in un secondo tempo, quando il calcolo del costo era stato già completato, con il caseificio Milanello. Il costo di trasformazione del latte (tabella 11.1), espresso in euro per 100 kg di latte lavorato, presenta un valore variabile da un minimo di 14,45 a un massimo di 16,92 ; il costo più contenuto è stato ottenuto nei due caseifici più grandi, che lavorano più di t/anno di latte, mentre il caseificio con il costo più elevato è il Sant Angelo, anche a causa dagli elevati oneri per i servizi e per la commercializzazione. Passando ad esaminare le singole voci di costo, emerge che la più elevata è quella del lavoro, che oscilla tra il 30 e il 40% del costo totale. Segue la voce relativa agli altri costi (dal 38 al 49%), che comprende i servizi di assistenza tecnica, di marchiatura e di assicurazione, nonché i costi legati alla commercializzazione, come gli oneri di magazzinaggio e i costi di vendita. L incidenza degli interessi e degli ammortamenti sul costo di trasformazione varia dal 12,7 al 13,5% ed è in stretta relazione con la dimensione del caseificio. Il costo delle materie prime incide per una quota del 3-7% sul costo totale. Infine, non si possono sottovalutare i costi energetici (energia elettrica e carburanti), che sono quelli che più interessano nell'ambito di queste Linee guida e del progetto Erica; il loro valore assoluto varia da circa 0,6 a circa 1 per 100 kg di latte lavorato, per un'incidenza del 3,5-7% sul costo totale di trasformazione. Queste 11. COSTO DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN PARMIGIANO REGGIANO 101

102 voci di costo appaiono correlate alla quantità di latte lavorato: all'aumentare della dimensione del caseificio aumentano i costi. Nella tabella sono riportate due colonne aggiuntive (Campione) che fanno riferimento ai dati medi di un gruppo di 77 caseifici che compongono un campione rappresentativo del comprensorio del P-R. I caseifici di questo campione lavorano mediamente t/anno di latte. Emerge che i costi di trasformazione dei due caseifici più grandi sono del 11% inferiori rispetto alla media del campione. Risulta, inoltre, che i costi energetici dei tre caseifici pilota sono più bassi rispetto alla media del gruppo campione, sebbene la differenza con il caseificio B sia abbastanza ridotta. Per quanto riguarda le altre voci di costo, si segnalano un più basso costo del lavoro in 2 caseifici pilota rispetto al campione e delle spese inferiori per le materie prime, ma anche costi più elevati per i servizi e per la commercializzazione. 11. COSTO DI TRASFORMAZIONE DEL LATTE IN PARMIGIANO REGGIANO 102

103 TABELLE Tabella 3.1 Caseifici dell'area del sisma in regione Emilia-Romagna e caseifici del comprensorio Parmigiano Reggiano, per provincia Provincia N. totale caseifici N. caseifici area sisma Caseifici area sisma su totale (%) Latte lavorato totale (t) Latte lavorato area sisma (t) Latte area sisma su totale (%) Bologna , ,9 Modena , ,8 Reggio E , ,3 Parma 165 Totale , , I totali della 2a e della 5a colonna comprendono anche i caseifici Parmigiano Reggiano della provincia di Mantova. TABELLE 103

104 Tabella 3.2 Elenco dei 39 caseifici selezionati per le attività del progetto RAGIONE SOCIALE CASEIFICIO SOCIALE CASTELLAZZO SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOCIALE LORA SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOCIALE CASE COCCONI SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOCIALE NUOVA LAGO RAZZA SOC. COOP. AGR. SOC. AGR. CODELUPPI BRUNO S.S. LATTERIA DI CAMPOGALLIANO SOC. COOP A.R.L. ORATORIO S.GIORGIO SOC. AGR. COOP INDUSTRIA CASEARIA PELLONI S.P.A. CONSORZIO GRANTERRE - CASEIFICIO RIOLO CASEIFICIO SOCIALE SAN PAOLO SOC. COOP. A R.L. LATTERIA SOCIALE NUOVA MANDRIO SOC. COOP. AGR. MAGAZZINI EMILIANI STAGIONATURA FORMAGGI S.R.L. LATTERIA SOCIALE SAN GIROLAMO SOC. COOP. AGR. CASEIFICIO SOC. GRUPPO TIRELLI A.R.L. LATTERIA CANTELMA SOC. COOP. AGR. COOPERATIVA CASEARIA SAN LUCA SOCIETA COOP A R.L. SAVIOLA SPA CONSORZIO GRANTERRE - ALBALAT SOC. COOP. AGR. NUOVA MARTIGNANA SOC. AGR. COOP. 4 MADONNE CASEIFICIO DELL'EMILIA SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOCIALE S.GIOVANNI DELLA FOSSA SOC. COOP. AGR. CASEIFICIO RAZIONALE NOVESE SOC. COOP. ARL CASEIFICIO DI GAVASSETO SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOC. RONCADELLA SOC. COOP. AGR. CASEIFICIO SOC. FOGLIANO-GIAROLA-SABBIONE SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOC. VIA EMILIA SOC. COOP. AGR. LATTERIA COOP. DI VILLA CURTA SOC. AGR. COOP. COOP. LA NUOVA VILLA MASSENZATICO SOC. COOP. A.R.L. LATTERIA SOC. CENTRO DI VILLA SESSO SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOC. CENTRO RUBBIANINO SOC. COOP. AGR. LATTERIA AGRICOLTORI RONCOCESI SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOC. COOP. LA RINASCENTE SAN BARTOLOMEO AZ. AGR. GIAROLI CAV. ELLO E FIGLI S.S. LATTERIA SOCIALE BARCHESSONE SOC. COOP. AGR. LATTERIA SOCIALE CAVECCHIA SOC. COOP. AGR. ROSSI F.LLI S.R.L. LATTERIA TULLIA SOC. COOP. AGR. CASEIFICIO SANT ANGELO S.N.C. DI CARETTI DANTE E C. CASEIFICIO SOCIALE LA CAPPELLETTA DI S.POSSIDONIO SOC. COOP. AGR. TABELLE COM_DES Campagnola Emilia Campegine Campegine Campegine Campegine Campogalliano Carpi Castelfranco Emilia Castelfranco Emilia Concordia Sulla Secchia Correggio Fabbrico Guastalla Guastalla Luzzara Medolla Mirandola Modena Modena Modena Novellara Novi Di Modena Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggio Nell'Emilia Reggiolo Reggiolo Rio Saliceto Rolo San Giovanni In Persiceto San Possidonio PRO_COD FORME ANNO RE RE RE RE RE MO MO MO MO MO RE RE RE RE RE MO MO MO MO MO RE MO RE RE RE RE RE RE RE RE RE RE RE RE RE RE RE BO MO

105 Tabella 3.3 Caseifici del campione per provincia Provincia Reggio Emilia Modena Bologna Totale Numero di casi 23 (65,7%) 11 (31,4%) 1 (2,9%) 35 (100%) Tabella 3.4 Caseifici del campione per tipologia Tipologia Sociale Artigianale Aziendale Totale Numero di casi 26 (74,3%) 1 (2,9%) 8 (22,8%) 35 (100%) TABELLE 105

106 Tabella 3.5 Prospetto riassuntivo dei consumi energetici diretti dei caseifici del campione N. caseificio Latte conferito (t/anno) Consumo totale (MWh/anno) Consumo totale (kwh/t latte) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,11 TABELLE Consumo elettrico Consumo termico (MWh/anno) (MWh/anno) 106

107 Tabella 5.1 Radiazione globale annua al suolo, su superficie inclinata (kwh/m2), per diversi angoli di azimut e di tilt; località Bologna (latitudine 44 30') Angolo di azimut Angolo di tilt Tabella 5.2 Produzione unitaria media di energia elettrica degli impianti FV monitorati nel progetto Re Sole Impianto Azimut Tilt Moduli Potenza (kwp) Produzione (kwh/m2 anno) P1 7 O 17 Silicio policristallino 99,2 165,18 P2 99 O 11 Silicio policristallino 98,3 140,95 P3 0 O 32 Silicio monocristallino 479,5 204,78 S 20 O 13 Silicio policristallino 70,0 166,00 C 33 O 10 Silicio policristallino 198,0 153,75 G1 72 E 20 Silicio amorfo 69,9 82,00 G2 71 E 12 Tellururo di cadmio 97,7 113,10 Tabella 5.3 Potenzialità della fonte solare e delle sue possibili variazioni in diverse condizioni di esposizione (provincia di Reggio Emilia) Radiazione (kwh/m2 all anno) Minima Media Massima TABELLE Su superficie orizzontale Su superficie verticale orientata verso Sud Su superficie inclinata di 35 e orientata verso Sud

108 Tabella 7.1 Caseificio A: stima dei consumi termici della CT vapore Potenza generatore 1 Potenza generatore 2 Tempo accensione in stand by gen 1 Tempo accensione in stand by gen 2 Tempo lavorazione gen 1 Tempo totale stand by gen 1 Tempo totale stand by gen 2 Tempo totale lavorazione gen 1 Tempo totale lavorazione gen 2 Potenza media erogata in lavorazione su potenza nominale Potenza media erogata in lavorazione gen 1 Potenza media erogata in lavorazione gen 2 Potenza media erogata in stand by su potenza nominale Potenza media erogata in stand by gen 1 Potenza media erogata in stand by gen 2 Consumo stimato per lavorazione Consumo stimato in stand by Consumo termico totale Consumo termico totale per doppiofondo TABELLE kw kw 24 h/d 24 h/d 3 h/d h/anno h/anno h/anno 55 h/anno 65 % 907 kw 725 kw 0,4 % 6 kw 4 kw kwh/anno kwh/anno kwh/anno kwh/anno 108

109 Tabella 7.2 Caseificio B: stima dei consumi termici della CT vapore Potenza generatore 1 Potenza generatore 2 Tempo accensione in stand by gen 1 Tempo accensione in stand by gen 2 Tempo lavorazione gen 1 Tempo totale stand by gen 1 Tempo totale stand by gen 2 Tempo totale lavorazione gen 1 Tempo totale lavorazione gen 2 Potenza media erogata in lavorazione su potenza nominale Potenza media erogata in lavorazione gen 1 Potenza media erogata in lavorazione gen 2 Potenza media erogata in stand by su potenza nominale Potenza media erogata in stand by gen 1 Potenza media erogata in stand by gen 2 Consumo stimato per lavorazione Consumo stimato in stand by Consumo termico totale Consumo termico totale per doppiofondo TABELLE kw kw 3 h/d 5 h/d 2 h/d h/anno h/anno 730 h/anno 37 h/anno 65 % kw kw 0,4 % 8 kw 7 kw kwh/anno kwh/anno kwh/anno kwh/anno 109

110 Tabella 7.3 Caseificio C: stima dei consumi termici della CT vapore Potenza generatore 1 Potenza generatore 2 Tempo accensione in stand by gen 1 Tempo accensione in stand by gen 2 Tempo lavorazione gen 1 Tempo lavorazione gen 2 Tempo totale stand by gen 1 Tempo totale stand by gen 2 Tempo totale lavorazione gen 1 Tempo totale lavorazione gen 2 Potenza media erogata in lavorazione su potenza nominale Potenza media erogata in lavorazione gen 1 Potenza media erogata in lavorazione gen 2 Potenza media erogata in stand by su potenza nominale Potenza media erogata in stand by gen 1 Potenza media erogata in stand by gen 2 Consumo stimato per lavorazione Consumo stimato in stand by Consumo termico totale Consumo termico totale per doppiofondo TABELLE kw kw 2 h/d 2 h/d 1,5 h/d 2,1 h/d 730 h/anno 730 h/anno 548 h/anno 767 h/anno 50 % 750 kw 600 kw 0,4 % 6 kw 5 kw kwh/anno kwh/anno kwh/anno kwh/anno 110

111 Tabella 7.4 Prospetto riassuntivo dei consumi energetici elettrici (EE) e termici (ET) e dei fabbisogni di energia primaria (EP) dei tre caseifici pilota Parametro EE1 per impianti frigoriferi (kwh) EE2 per forza motrice e illuminazione (kwh) EE Totale (kwh) ET1 per produzione vapore e ACS (kwh) ET2 per riscaldamento locali (kwh) ET Totale (kwh) TOTALE energia diretta (kwh) Energia primaria per EE (kwh) Energia primaria per ET (kwh) TOTALE energia primaria (kwh) Latte lavorato (t) EE1 unitaria (kwh/t) EE2 unitaria (kwh/t) EE tot unitaria (kwh/t) ET1 unitaria (kwh/t) ET2 unitaria (kwh/t) ET tot unitaria (kwh/t) TOTALE unitario energia diretta (kwh/t) Energia primaria unitaria per EE (kwh/t) Energia primaria unitaria per ET (kwh/t) TOTALE unitario EP (kwh/t) Caseificio A Caseificio B Caseificio C ,28 22,90 16,35 33,75 25,65 12,21 54,03 48,55 28,56 85,14 79,14 57,50 51,09 49,54 29,62 136,23 128,68 87,13 190,26 177,23 115,69 129,68 116,51 68,54 149,85 141,55 95,84 279,53 258,06 164,38 Media ,96 22,45 41,41 70,29 41,22 111,51 152,92 99,38 122,66 222,04 Tabella 8.1 Impianti fotovoltaici per i caseifici: parametri per il calcolo del VAN per i 3 scenari ipotizzati Parametro Scenario 1 Scenario 2 Scenario 3 pessimistico medio ottimistico Costo impianto Alto Medio Basso Tasso d'interesse 4,5% 4,1% 3,7% Decremento annuo efficienza moduli FV 0,6% 0,4% 0,2% Aumento annuo costo energia elettrica 2,0% 3,0% 4,0% Tasso medio annuo inflazione 2,5% 1,5% 0,5% Tasso di sconto (costo medio del capitale) 4,0% 3,6% 3,2% TABELLE 111

112 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio A, scenario 1 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 900,00 Riolo su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,872 25,00 11, ,00 15,00 227,25 25,00 170,44 132,30 6, , , ,50 semestrale ,00%

113 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio B, scenario 1 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Tariffa incentivante (/kwh) NON USARE Incentivo annuo medio per energia prodotta () - ricavo esplicito Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa premio per autoconsumo (/kwh) Ricavo medio per tariffa premio () - ricavo esplicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio nel periodo di incentivo () Reddito annuo totale lordo medio nel periodo senza incentivo () Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 1.596,00 Rolo su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,930 15,00 11, ,00 15,00 228,00 25,00 171,00 164,64 6, , , , , ,50 semestrale ,00%

114 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio C, scenario 1 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 1.026,00 Campegine su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,816 90,00 11, ,50 15,00 213,38 25,00 160,03 151,90 6, , , ,50 semestrale ,00%

115 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio A, scenario 2 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 900,00 Riolo su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,872 25,00 11, ,00 15,00 227,25 25,00 170,44 132,30 6, , , ,10 semestrale ,60%

116 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio B, scenario 2 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Tariffa incentivante (/kwh) NON USARE Incentivo annuo medio per energia prodotta () - ricavo esplicito Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa premio per autoconsumo (/kwh) Ricavo medio per tariffa premio () - ricavo esplicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio nel periodo di incentivo () Reddito annuo totale lordo medio nel periodo senza incentivo () Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 1.596,00 Rolo su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,930 15,00 11, ,00 15,00 228,00 25,00 171,00 164,64 6, , , , , ,10 semestrale ,60%

117 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio C, scenario 2 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 1.026,00 Campegine su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,816 90,00 11, ,50 15,00 213,38 25,00 160,03 151,90 6, , , ,10 semestrale ,60%

118 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio A, scenario 3 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 900,00 Riolo su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,872 25,00 11, ,00 15,00 227,25 25,00 170,44 132,30 6, , , ,70 semestrale ,20%

119 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio B, scenario 3 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Tariffa incentivante (/kwh) NON USARE Incentivo annuo medio per energia prodotta () - ricavo esplicito Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa premio per autoconsumo (/kwh) Ricavo medio per tariffa premio () - ricavo esplicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio nel periodo di incentivo () Reddito annuo totale lordo medio nel periodo senza incentivo () Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 1.596,00 Rolo su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,930 15,00 11, ,00 15,00 228,00 25,00 171,00 164,64 6, , , , , ,70 semestrale ,20%

120 Tabella Analisi fotovoltaico caseificio C, scenario 3 Parametri Superficie disponibile del tetto/terreno (m2) Localizzazione Tipo di installazione Tipo di moduli Potenza nominale modulo (Wp) Lunghezza modulo (m) Larghezza modulo (m) Superficie totale modulo (m2) Numero massimo teorico moduli Numero effettivo moduli Superficie totale del generatore FV (m 2) Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Efficienza media dei moduli (%) Energia potenziale (kwh/m2 anno) Perdite totali di sistema (%)* Energia unitaria producibile a impianto nuovo (kwh/m2 anno) Potenza nominale (di picco) dell'impianto (kwp) Superficie generatore per 1 kwp (m2) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno (kwh/kwp) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria media stimata (kwh/kwp) Quota media autoconsumo annuo di energia prodotta (%) Costo medio unitario energia elettrica primo anno (/kwh) Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Tariffa di vendita iniziale (/kwh) Ricavo medio vendita energia () - ricavo esplicito Reddito annuo totale lordo medio SENZA incentivo () Costo unitario impianto (/kwp) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto () Costo corrispettivo connessione () Costo totale, IVA esclusa () Costo totale, IVA compresa () Altri costi iniziali, IVA esclusa () (progettazione, pratiche ecc) IVA 22% su altri costi iniziali () Altri costi iniziali, IVA compresa () Investimento totale, IVA esclusa () Investimento totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) - inserire 25 o 30 Tasso di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione annua () Quota assicurazione annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () Tasso di attualizzazione (%) VAN - Valore Attuale Netto () TABELLE Valori 1.026,00 Campegine su edificio silicio policristallino 245 1,6500 0,9920 1, ,816 90,00 11, ,50 15,00 213,38 25,00 160,03 151,90 6, , , ,70 semestrale ,20%

121 Tabella 8.11 Producibilità di alcuni modelli di collettori solari Gamma modello Prodotto commerciale Area apertura (m2) Area lorda (m2) Producibilità Produzione di un modulo specifica per (kwh/anno) area apertura (kwh/m2) Produzione specifica per area lorda (kwh/m2) Base Ferroli VMF2.0 1,89 1, Media Sonnenkraft GK5-HP 4,64 5, Alta Kloben-Sky CPC 58 2,84 3, Producibilità riferita alla città di Würzburg (Germania) TABELLE 121

122 Tabella Analisi solare termico caseificio A Parametri Superficie lorda dei moduli (m2) Superficie captante dei moduli (m2) Localizzazione Tipo di impianto Tipo di moduli Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Rendimento medio annuo Energia termica unitaria producibile su sup captante (kwh/m2 anno) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno su sup lorda (kwh/m2) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria stimata su sup lorda (kwh/m2) Detrazioni fiscali per riqualificazione energetica? Incentivo su Conto Termico? Tariffa incentivante (/m2 anno) Incentivo annuo () - ricavo esplicito Anni di incentivo Altri contributi; es. finanziamento su PSR Combustibile per sistema integrativo Efficienza caldaia integrativa (%) Stima quantitativo medio combustibile risparmiato (UM/anno) Costo medio unitario combustibile Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Reddito annuo totale lordo medio () Costo unitario impianto (/m2) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto() Costo totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) Saggio di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione media annua () Quota assicurazione media annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () VAN - Valore Attuale Netto () da foglio "VAN" TABELLE Valori 195,7 180,0 Riolo circ forzata vetrati piani 25,00 11, ,00 0, , ,1 504 NO SI ,87 5 Metano 85, ,83 0, ,10 semestrale

123 Tabella Analisi solare termico caseificio B Parametri Superficie lorda dei moduli (m2) Superficie captante dei moduli (m2) Localizzazione Tipo di impianto Tipo di moduli Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Rendimento medio annuo Energia termica unitaria producibile su sup captante (kwh/m2 anno) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno su sup lorda (kwh/m2) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria stimata su sup lorda (kwh/m2) Detrazioni fiscali per riqualificazione energetica? Incentivo su Conto Termico? Tariffa incentivante (/m2 anno) Incentivo annuo () - ricavo esplicito Anni di incentivo Altri contributi; es. finanziamento su PSR Combustibile per sistema integrativo Efficienza caldaia integrativa (%) Stima quantitativo medio combustibile risparmiato (UM/anno) Costo medio unitario combustibile Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Reddito annuo totale lordo medio () Costo unitario impianto (/m2) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto() Costo totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) Saggio di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione media annua () Quota assicurazione media annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () VAN - Valore Attuale Netto () da foglio "VAN" TABELLE Valori 217,4 200,0 Rolo circ forzata vetrati piani 15,00 11, ,00 0, , ,4 505 NO SI ,52 5 Gasolio 85, ,91 0, ,10 semestrale

124 Tabella Analisi solare termico caseificio C Parametri Superficie lorda dei moduli (m2) Superficie captante dei moduli (m2) Localizzazione Tipo di impianto Tipo di moduli Angolo di azimut ( ) - Orientamento rispetto a Sud Angolo di tilt ( ) - Inclinazione Radiazione globale sul piano dei moduli (kwh/m2 anno) Rendimento medio annuo Energia termica unitaria producibile su sup captante (kwh/m2 anno) Produzione annuale stimata al primo anno (kwh) Produzione annuale unitaria stimata al primo anno su sup lorda (kwh/m2) Produzione annuale media stimata (kwh) Produzione annuale unitaria stimata su sup lorda (kwh/m2) Detrazioni fiscali per riqualificazione energetica? Incentivo su Conto Termico? Tariffa incentivante (/m2 anno) Incentivo annuo () - ricavo esplicito Anni di incentivo Altri contributi; es. finanziamento su PSR Combustibile per sistema integrativo Efficienza caldaia integrativa (%) Stima quantitativo medio combustibile risparmiato (UM/anno) Costo medio unitario combustibile Risparmio annuo medio sulla bolletta () - ricavo implicito Reddito annuo totale lordo medio () Costo unitario impianto (/m2) Costo totale impianto, IVA esclusa () IVA 10% su costo totale impianto() Costo totale, IVA compresa () Durata presunta impianto (anni) Saggio di interesse (%) Tipo rata ammortamento Numero anni di ammortamento Quota ammortamento annuale o semetrale () Quota manutenzione media annua () Quota assicurazione media annua () Totale entrate per gli anni di durata dell'impianto () Totale uscite per gli anni di durata dell'impianto () Reddito totale netto () Reddito medio annuo al lordo del capitale investito () Reddito netto medio annuo () VAN - Valore Attuale Netto () da foglio "VAN" TABELLE Valori 217,4 200,0 Campegine circ forzata vetrati piani 0,00 11, ,00 0, , ,7 507 NO SI ,52 5 Metano 85, ,91 0, ,10 semestrale

125 Tabella 10.1 Caratteristiche produttive e strutturali dei 3 caseifici pilota Anno 2014 N caldaie Caseificio A Caseificio B Caseificio C Formaggio kg Consumi elettrici kwh Metano m Caseificio dimensioni 22,5 x 24 m 37,3 m x m 1545 m2 Magazzino dimensioni 30 x 15 m 1580 m2 946 m Caglio kg Sale t ,1 427,6 191,7 4,5 4,5 15 Gasolio l Detergenti kg Panna t Distanza media aziende caseificio km Tabella 10.2 Allocazione economica dei prodotti Peso (t) /ton totale SIERO PER SUINI SIERO PER INDUSTRIA Prodotti FORMAGGIO SBIANCATO PANNA TABELLE % 93.4% 0.9% 0.1% 0.8% 4.8% 125

126 Tabella 10.3 Risultati situazione ex-ante Caseificio B Caseificio A Caseificio C kg CO2eq/kg di formaggio Elettricità Gas metano Gasolio Latte Trasporto latte Caglio Sale Detergenti Attrezzature Edifici Totale Tabella 10.4 Percentuale dell'impronta di carbonio per i diversi input, ex-ante Input Elettricità Gas metano Gasolio Trasporto latte Caglio+sale+detergenti Attrezzature Edifici B 40.9% 0.0% 50.7% 2.7% 1.0% 3.4% 1.4% A C 41.2% 49.2% 0.0% 2.8% 2.6% 3.3% 0.8% 30.8% 44.5% 0.0% 13.4% 3.5% 5.2% 2.7% Tabella 10.5 Impronta di carbonio con e senza biogas kg CO2eq/kg di formaggio Caseifici B A C TABELLE Ante Post differenza

127 Tabella 10.6 Percentuale dell'impronta di carbonio per i diversi input, ex-post biogas Input B 45.3% 0.0% 38.1% 3.0% 1.1% 3.7% 1.5% 6.5% 0.8% Elettricità Gas metano Gasolio Trasporto latte Caglio+sale+detergenti Attrezzature Edifici Trasporto matrici Impianto BIOGAS A C 46.2% 33.1% 0.0% 3.2% 2.9% 3.7% 0.9% 9.1% 0.9% 29.9% 43.2% 0.0% 13.0% 3.4% 5.0% 2.6% 2.0% 0.9% Tabella 10.7 Impatto del caseificio, confronto ante e post biogas kg CO2eq/kg di formaggio Caseificio Ante B A C Post Tabella 10.8 Impronta di carbonio con e senza fotovoltaico kg CO2eq/kg di formaggio Caseificio B A C Ante Post Differenza Tabella 10.9 Impatto del caseificio, confronto ante e post fotovoltaico kg CO2eq/kg di formaggio Caseificio B A C TABELLE Ante Post

128 Tabella 11.1 Costo di trasformazione del latte in Parmigiano Reggiano nei 3 caseifici pilota, in per 100 kg di latte lavorato (anno 2013) Caseificio Latte lavorato (t/anno) A B C Campione Voci di costo % % % % Materie prime 0,61 4,2 1,04 7,1 0,57 3,4 1,3 8 Energia elettrica 0,24 1,7 0,41 2,8 0,23 1,4 0,53 3,3 Carburante 0,37 2,6 0,62 4,2 0,35 2,1 0,81 5 Lavoro 5,79 40,1 5,48 37,3 5,21 30,8 6,35 39,1 Ammortamenti e interessi 1,87 12,9 1,87 12,7 2,29 13,5 2,29 14,1 Altri costi 5,57 38,5 5,26 35,8 8,27 48,9 4,96 30,5 TOTALE 14, , , , Campione: si riferisce ai valori medi di un campione di 77 caseifici del Parmigiano Reggiano TABELLE 128

129 SCHEDE EFFICIENZA SCHEDA EFFICIENZA N. 1 Caseificio A Dati tecnici Doppifondi presenti: 34 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 715 t/anno Categoria intervento Illuminazione Tipo intervento Impianto di illuminazione innovativo, con lampade a basso consumo, in sostituzione di quelle presenti in sala latte e cottura e sala spersori (tubi neon) Descrizione intervento Sostituzione dei tubi fluorescenti tradizionali da 58 W con tubi a LED a basso consumo da 31 W, con analoghe caratteristiche illuminotecniche. Totale: 46 tubi, potenza totale installata di 1,426 kw Costo intervento Risparmio energetico ottenibile kwh/anno Durata dell'intervento 15 anni Minori costi Per manutenzione nei 15 anni (sostituzione dei tubi tradizionali, degli starter e dei ballast): Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,146 /kwh periodo Redditività dell'investimento SCHEDE EFFICIENZA Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico e dalla riduzione dei costi di manutenzione) Tasso di attualizzazione = 3,6% VAN = VAN unitario = 8,66 /t di formaggio prodotto all'anno 129

130 SCHEDA EFFICIENZA N. 2 Caseificio A Dati tecnici Doppifondi presenti: 34 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 715 t/anno Categoria intervento Coibentazione Tipo intervento Aumento del livello di isolamento termico del magazzino Descrizione intervento L'intervento prevede: a) la rimozione del controsoffitto esistente e la realizzazione di un nuovo controsoffitto in lastre di polistirene espanso estruso spessore 50 mm; b) la realizzazione di un isolamento termico a cappotto esterno in lastre di polistirene espanso estruso spessore 50 mm, con rete esterna per intonaco; c) l'esecuzione del nuovo intonaco e relativa tinteggiatura. La trasmittanza unitaria (U) del tetto passa da 1,8 a 0,63 W/m2 C e la trasmittanza unitaria media (Umed) degli elementi di chiusura dell'edificio passa da 1,6 a 0,92 W/m2 C Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Il risparmio si ottiene sia nel riscaldamento, sia nel raffrescamento. Quindi, è stato valutato il minor consumo di energia elettrica (raffrescamento) e il minor consumo di metano (riscaldamento). Risparmio EE: kwh/anno (-28%) Risparmio ET: kwh/anno (-20%) Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,154 /kwh periodo Metano: 0,0571 /kwh Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 105,14 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 130

131 SCHEDA EFFICIENZA N. 3 Caseificio A Dati tecnici Doppifondi presenti: 34 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 715 t/anno Categoria intervento Rifasamento Tipo intervento Rifasamento dell'impianto elettrico Descrizione intervento Revisione dell'impianto elettrico e inserimento di apposita centralina di rifasamento Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Il risparmio è sull'energia reattiva Durata dell'intervento 15 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Non si valuta un costo unitario di energia reattiva, perché è un valore periodo molto mutevole e dipendente da molti fattori, ma si stima un risparmio annuo di energia reattiva in termini monetari Redditività dell'investimento SCHEDE EFFICIENZA Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio di energia reattiva) stimato in 450 /anno Tasso di attualizzazione = 3,6% VAN = VAN unitario = 3 /t di formaggio prodotto all'anno 131

132 SCHEDA EFFICIENZA N. 4 Caseificio A Dati tecnici Doppifondi presenti: 34 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 715 t/anno Categoria intervento Recupero calore Tipo intervento Recupero della condensa Descrizione intervento L'intervento prevede il recupero della condensa del vapore dai doppifondi, con realizzazione di specifico impianto che consente la raccolta in serbatoio coibentato di acqua calda alla temperatura di circa 60 C, da utilizzarsi in CT o per riscaldamento o per produzione di ACS Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si stima un recupero di 4,5 kwh/t latte, pari a kwh/anno Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Metano: 0,0571 /kwh periodo Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 35,25 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 132

133 SCHEDA EFFICIENZA N. 5 Caseificio A Dati tecnici Doppifondi presenti: 34 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 715 t/anno Categoria intervento Recupero calore Tipo intervento Recupero del calore di raffreddamento Descrizione intervento L'intervento prevede il recupero del calore di raffreddamento del siero, con realizzazione di specifico impianto a scambiatori che consente la raccolta in serbatoio coibentato di acqua calda alla temperatura di circa 35 C, da utilizzarsi per riscaldamento o per produzione di ACS Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si stima un recupero di 15 kwh/t latte, pari a kwh/anno Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Metano: 0,0571 /kwh periodo Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 180,46 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 133

134 SCHEDA EFFICIENZA N. 6 Caseificio B Dati tecnici Doppifondi presenti: 40 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 798 t/anno Categoria intervento Illuminazione Tipo intervento Impianto di illuminazione innovativo, con lampade a basso consumo, in sostituzione di quelle presenti in sala latte e cottura e sala spersori (tubi neon) Descrizione intervento Sostituzione dei tubi fluorescenti tradizionali da 58 W con tubi a LED a basso consumo da 31 W, con analoghe caratteristiche illuminotecniche. Totale: 52 tubi, potenza totale installata di 1,612 kw Costo intervento Risparmio energetico ottenibile kwh/anno Durata dell'intervento 15 anni Minori costi Per manutenzione nei 15 anni (sostituzione dei tubi tradizionali, degli starter e dei ballast): Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,2 /kwh periodo Redditività dell'investimento SCHEDE EFFICIENZA Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico e dalla riduzione dei costi di manutenzione) Tasso di attualizzazione = 3,6% VAN = VAN unitario = 11,47 /t di formaggio prodotto all'anno 134

135 SCHEDA EFFICIENZA N. 7 Caseificio B Dati tecnici Doppifondi presenti: 40 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 798 t/anno Categoria intervento Coibentazione Tipo intervento Aumento del livello di isolamento termico del magazzino Descrizione intervento L'intervento prevede: a) l'installazione di un nuovo controsoffitto in lastre di polistirene espanso estruso spessore 50 mm al disotto di quello esistente; b) la realizzazione di un isolamento termico a cappotto esterno in lastre di polistirene espanso estruso spessore 50 mm, con rete esterna per intonaco; c) l'esecuzione del nuovo intonaco e relativa tinteggiatura. La trasmittanza unitaria (U) del tetto passa da 1,4 a 0,61 W/m2 C e la trasmittanza unitaria media (Umed) degli elementi di chiusura dell'edificio passa da 1,3 a 0,9 W/m2 C Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Il risparmio si ottiene sia nel riscaldamento, sia nel raffrescamento. Quindi, è stato valutato il minor consumo di energia elettrica (raffrescamento) e il minor consumo di gasolio (riscaldamento). Risparmio EE: kwh/anno (-25%) Risparmio ET: kwh/anno (-18%) Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,213 /kwh periodo Gasolio: 0,1022 /kwh Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 249,48 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 135

136 SCHEDA EFFICIENZA N. 8 Caseificio B Dati tecnici Doppifondi presenti: 40 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 798 t/anno Categoria intervento Rifasamento Tipo intervento Rifasamento dell'impianto elettrico Descrizione intervento Revisione dell'impianto elettrico e inserimento di apposita centralina di rifasamento Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Il risparmio è sull'energia reattiva Durata dell'intervento 15 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Non si valuta un costo unitario di energia reattiva, perché è un valore periodo molto mutevole e dipendente da molti fattori, ma si stima un risparmio annuo di energia reattiva in termini monetari Redditività dell'investimento SCHEDE EFFICIENZA Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio di energia reattiva) stimato in 500 /anno Tasso di attualizzazione = 3,6% VAN = VAN unitario = 3,06 /t di formaggio prodotto all'anno 136

137 SCHEDA EFFICIENZA N. 9 Caseificio B Dati tecnici Doppifondi presenti: 40 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 798 t/anno Categoria intervento Recupero calore Tipo intervento Recupero della condensa Descrizione intervento L'intervento prevede il recupero della condensa del vapore dai doppifondi, con realizzazione di specifico impianto che consente la raccolta in serbatoio coibentato di acqua calda alla temperatura di circa 60 C, da utilizzarsi in CT o per riscaldamento o per produzione di ACS Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si stima un recupero di 4,5 kwh/t latte, pari a kwh/anno Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Gasolio: 0,1022 /kwh periodo Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 85,54 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 137

138 SCHEDA EFFICIENZA N. 10 Caseificio B Dati tecnici Doppifondi presenti: 40 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 798 t/anno Categoria intervento Recupero calore Tipo intervento Recupero del calore di raffreddamento Descrizione intervento L'intervento prevede il recupero del calore di raffreddamento del siero, con realizzazione di specifico impianto a scambiatori che consente la raccolta in serbatoio coibentato di acqua calda alla temperatura di circa 35 C, da utilizzarsi per riscaldamento o per produzione di ACS Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si stima un recupero di 15 kwh/t latte, pari a kwh/anno Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Gasolio: 0,1022 /kwh periodo Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 347,77 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 138

139 SCHEDA EFFICIENZA N. 11 Caseificio C Dati tecnici Doppifondi presenti: 42 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 809 t/anno Categoria intervento Illuminazione Tipo intervento Impianto di illuminazione innovativo, con lampade a basso consumo, in sostituzione di quelle presenti in sala latte e cottura e sala spersori (tubi neon) Descrizione intervento Sostituzione dei tubi fluorescenti tradizionali da 58 W con tubi a LED a basso consumo da 31 W, con analoghe caratteristiche illuminotecniche. Totale: 50 tubi, potenza totale installata di 1,55 kw Costo intervento Risparmio energetico ottenibile kwh/anno Durata dell'intervento 15 anni Minori costi Per manutenzione nei 15 anni (sostituzione dei tubi tradizionali, degli starter e dei ballast): Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,2127 /kwh periodo Redditività dell'investimento SCHEDE EFFICIENZA Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico e dalla riduzione dei costi di manutenzione) Tasso di attualizzazione = 3,6% VAN = VAN unitario = 11,55 /t di formaggio prodotto all'anno 139

140 SCHEDA EFFICIENZA N. 12 Caseificio C Dati tecnici Doppifondi presenti: 42 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 809 t/anno Categoria intervento Coibentazione Tipo intervento Aumento del livello di isolamento termico del magazzino Descrizione intervento L'intervento prevede: a) la rimozione del controsoffitto esistente e la realizzazione di un nuovo controsoffitto in lastre di polistirene espanso estruso spessore 50 mm; b) la realizzazione di un isolamento termico a cappotto esterno in lastre di polistirene espanso estruso spessore 50 mm, con rete esterna per intonaco; c) l'esecuzione del nuovo intonaco e relativa tinteggiatura. La trasmittanza unitaria (U) del tetto passa da 1,6 a 0,62 W/m2 C e la trasmittanza unitaria media (Umed) degli elementi di chiusura dell'edificio passa da 1,4 a 0,89 W/m2 C Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Il risparmio si ottiene sia nel riscaldamento, sia nel raffrescamento. Quindi, è stato valutato il minor consumo di energia elettrica (raffrescamento) e il minor consumo di metano (riscaldamento). Risparmio EE: kwh/anno (-30%) Risparmio ET: kwh/anno (-21%) Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,225 /kwh periodo Metano: 0,0693 /kwh Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 101,51 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 140

141 SCHEDA EFFICIENZA N. 13 Caseificio C Dati tecnici Doppifondi presenti: 42 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 809 t/anno Categoria intervento Cogenerazione Tipo intervento Produzione di energia elettrica tramite cogenerazione Descrizione intervento Installazione di impianto di cogenerazione con funzionamento a metano di rete, costituito da motore-alternatore della potenza di 60 kw elettrici e di 110 kw termici, con sistema di raffreddamento e recupero di calore Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si ottiene autoproduzione di energia elettrica e produzione di calore; si ipotizza che il risparmio sia solo sulla bolletta elettrica, perché si considera immutato il consumo di metano e soddisfatti i fabbisogni termici con il nuovo impianto (che andrà a sostituire una o più caldaie esistenti per la produzione di acqua calda a C). Risparmio EE acquistata: kwh/anno (-46%) Durata dell'intervento 15 anni Minori costi Nessuno. Si considera un costo annuo di manutenzione e assicurazione pari al 3% del costo dell'impianto Costo medio energia nel Energia elettrica: 0,2127 /kwh periodo Redditività dell'investimento SCHEDE EFFICIENZA Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio di energia elettrica) Tasso di attualizzazione = 3,6% VAN = VAN unitario = 287,47 /t di formaggio prodotto all'anno 141

142 SCHEDA EFFICIENZA N. 14 Caseificio C Dati tecnici Doppifondi presenti: 42 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 809 t/anno Categoria intervento Recupero calore Tipo intervento Recupero della condensa Descrizione intervento L'intervento prevede il recupero della condensa del vapore dai doppifondi, con realizzazione di specifico impianto che consente la raccolta in serbatoio coibentato di acqua calda alla temperatura di circa 60 C, da utilizzarsi in CT o per riscaldamento o per produzione di ACS Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si stima un recupero di 4,5 kwh/t latte, pari a kwh/anno Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Metano: 0,06931 /kwh periodo Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 47,50 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 142

143 SCHEDA EFFICIENZA N. 15 Caseificio C Dati tecnici Doppifondi presenti: 42 Latte lavorato: t/anno Formaggio stagionato prodotto: 809 t/anno Categoria intervento Recupero calore Tipo intervento Recupero del calore di raffreddamento Descrizione intervento L'intervento prevede il recupero del calore di raffreddamento del siero, con realizzazione di specifico impianto a scambiatori che consente la raccolta in serbatoio coibentato di acqua calda alla temperatura di circa 35 C, da utilizzarsi per riscaldamento o per produzione di ACS Costo intervento Risparmio energetico ottenibile Si stima un recupero di 15 kwh/t latte, pari a kwh/anno Durata intervento 20 anni Minori costi Nessuno Costo medio energia nel Metano: 0,06931 /kwh periodo Redditività investimento Reddito indiretto (mancato esborso derivante dal risparmio energetico) Tasso di attualizzazione = 3,8% VAN = VAN unitario = 230,44 /t di formaggio prodotto all'anno SCHEDE EFFICIENZA 143

144 IMMAGINI IMMAGINI 144

145 Figura 1.1. Bacinelle di affioramento tradizionali su due piani Figura 1.2. Caldaie di cottura (doppifondi) IMMAGINI 145

146 Figura 1.3. Guidovia per sollevamento e trasporto della massa caseosa Figura 1.4. Sala spersori IMMAGINI 146

147 Figura 1.5. Salatoio con vasche tradizionali a galleggiamento Figura 1.6. Salatoio con cestelli a immersione IMMAGINI 147

148 Figura 1.7. Magazzino di stagionatura IMMAGINI 148

149 Figura 2.1. Pianta di caseificio con cucina da 18 doppifondi Figura 2.2. Pianta di caseificio con cucina da 52 doppifondi IMMAGINI 149

150 IMMAGINI 150

151 IMMAGINI 151

152 Figura 3.5. Affioratore a dischi multipiano IMMAGINI 152

153 Figura 3.7. Sala cottura IMMAGINI 153

154 IMMAGINI 154

155 Figura 3.9. Locale di asciugatura con nastri automatici multipiano IMMAGINI 155

156 IMMAGINI 156

157 Figura Macchina scalonatrice/descalonatrice (fonte: ACS) IMMAGINI 157

158 Figura Magazzino danneggiato dal sisma del 2012 (fonte: Caseificio S. Angelo) IMMAGINI 158

159 IMMAGINI 159

160 IMMAGINI 160

161 IMMAGINI 161

162 IMMAGINI 162

163 Figura Centrale termica per la produzione del vapore surriscaldato (fonte: Ardolino) IMMAGINI 163

164 Figura Impianto fotovoltaico sul tetto di una stalla Figura CIP di lavaggio (fonte:gambardella) IMMAGINI 164

165 Figura Impianto di depurazione a fanghi attivi Figura Schema di funzionamento di una torre di evaporazione (fonte: Evapco) IMMAGINI 165

166 Figura 4.1. Rappresentazione schematica dell'efficienza energetica IMMAGINI 166

167 Figura 4.2. Scarico della condensa da un doppiofondo (fonte: Rivieri) IMMAGINI 167

168 Figura 4.3. Ventilatori estrattori della sala di cottura di un caseificio IMMAGINI 168

169 Figura 4.4. Affioratore cilindrico (fonte: Rivieri) IMMAGINI 169

170 Figura 5.1. Suddivisione della radiazione solare nelle sue diverse componenti Figura 5.2. Irraggiamento medio orario giornaliero nell'anno 2014 in Italia (fonte: GSE) IMMAGINI 170

171 Figura 5.3. Radiazione totale annua (kwh/m2) su moduli FV esposti in modo ottimale in Italia (Fonte: Photovoltaic Geographical Information System PVGIS; Joint Research Centre, European Commission) IMMAGINI 171

172 Figura 5.4. Moduli fotovoltaici in silicio monocristallino Figura 5.5. Coppia di inverter di un impianto fotovoltaico IMMAGINI 172

173 Figura 5.6. Angolo di azimut (γ): il rettangolo rosso rappresenta il generatore fotovoltaico Figura 5.7. Variazione della radiazione potenziale al variare dell'angolo di azimut, rispetto alla condizione di azimut=0 e nell'ipotesi di tilt=32 IMMAGINI 173

174 Figura 5.8. Variazione della radiazione incidente al variare della pendenza della falda del tetto (angolo di tilt) rispetto all'inclinazione di 32, nell'ipotesi di azimut di 0 IMMAGINI 174

175 Figura 5.9. Diagramma solare cartesiano riferito alla città di Reggio Emilia (fonte: ENEA) Figura Efficienza di diversi tipi di collettore solare IMMAGINI 175

176 Figura Collettore solare piano Figura Collettore solare sottovuoto IMMAGINI 176

177 Figura Collettori solari ibridi Figura Schema di impianto solare termico IMMAGINI 177

178 Figura 6.1. Decomposizione anaerobica delle sostanze organiche IMMAGINI 178

179 Figura 7.1. Caseificio A: veduta esterna Figura 7.2. Caseificio A: sala di affioramento e cottura IMMAGINI 179

180 Figura 7.3. Caseificio A: sala spersori Figura 7.4. Caseificio A: salatoio IMMAGINI 180

181 Figura 7.5. Caseificio A: camera calda IMMAGINI 181

182 Figura 7.6. Caseificio A: magazzino IMMAGINI 182

183 Figura 7.7. Caseificio A: torre evaporativa Figura 7.8. Caseificio A: vista dall'alto (Google Maps) IMMAGINI 183

184 Figura 7.9. Caseificio B: veduta esterna IMMAGINI 184

185 Figura Caseificio B: magazzino IMMAGINI 185

186 Figura Caseificio B: impianto di condizionamento del magazzino IMMAGINI 186

187 Figura Caseificio B: torre evaporativa Figura Caseificio B: vista dall'alto (Google Maps) IMMAGINI 187

188 Figura Caseificio C: vista esterna Figura Caseificio C: sala di affioramento e di cottura IMMAGINI 188

189 Figura Caseificio C: sala spersori Figura Caseificio C: salatoio IMMAGINI 189

190 Figura Caseificio C: magazzino IMMAGINI 190

191 Figura Caseificio C: impianto frigorifero per raffreddamento latte nelle bacinelle IMMAGINI 191

192 Figura Caseificio C: impianto frigorifero per raffreddamento siero IMMAGINI 192

193 Figura Caseificio C: impianto di depurazione Figura Caseificio C: vista dall'alto (Google Maps) IMMAGINI 193

194 IMMAGINI 194

195 IMMAGINI 195

196 Figura 8.3. Schema di impianto fotovoltaico IMMAGINI 196

197 ALLEGATO I Questionario caseifici Compilatore:.. Data: A. Dati generali e personale 1. Nominativo caseificio: Matricola: N telefono: Comune: Provincia: Tipologia: sociale artigianale aziendale 7. Numero conferenti:. 8. Latte conferito (q/anno):. 9. È presente uno spaccio per la vendita diretta del formaggio? sì no 10. Anzianità casaro (n. anni di attività come casaro): N. totale garzoni: Allevamento suinicolo annesso: sì no 13. Capi mediamente allevati (n.).. 14a. Peso vivo unitario iniziale (kg):.. 14b. Peso vivo unitario finale (kg):.. B. Raccolta del latte 1a. Quanti mezzi sono disponibili per la raccolta del latte?. 1b. Modalità di raccolta del latte (indicare il numero di aziende): cisterne (n..) altro.. (n..) 2. Temperatura media di raffreddamento del latte in stalla ( C):.. C. Sosta e affioramento 1. Tipologia di vasche di affioramento: tradizionali a sponde semplici con intercapedine per ricircolo di acqua fredda a disco monopiano o multipiano con coperchio (lavaggio automatico) a disco multipiano con coperchio e con mixer (lavaggio automatico) 2. Capacità effettiva delle vasche di affioramento (q) 3. Modalità di spillatura: manuale semi-automatica automatica 4. Modalità di lavaggio degli affioratori: manuale automatica 5. La sala affioramento è separata dalla sala cottura? sì no D. Cottura 1. Numero di caldaie (da 2 forme):.. 2. Numero di caldaie attualmente utilizzate: 3. Viene praticata la ricottura (doppia lavorazione)? sì no 4. Si utilizza latte di riporto? sì no 5. Temperatura di conservazione del latte di riporto ( C): 6. Tipologia dei contenitori di preparazione del siero innesto: damigiane di vetro damigiane d acciaio inox fermentiere ALLEGATO I Questionario caseifici 197

198 7. Capacità totale dei contenitori del siero innesto (l):.. 8. Il siero innesto viene raffreddato dopo il travaso nei contenitori? sì no 9. Modalità di spinatura (rottura cagliata): solo manuale manuale e meccanica 10. Temperatura finale di cottura in gradi Réaumur ( r).. o in C Modalità di sollevamento delle masse caseose dopo la giacenza in caldaia: manuale assistita da sollevatore (capretta idraulica) guidovia manuale guidovia automatica 12. Viene recuperata la condensa del vapore di cottura? sì no E. Messa in fascera e asciugatura 1. Esiste uno specifico locale di asciugatura? sì 2. Tipo di tavoli spersori: tradizionali (acciaio, legno o plastica) 3. Tempo di permanenza in fascera (h):.. no multipiano automatici F. Salagione 1. Tipo di salatoio: vasche tradizionali di calcestruzzo (cls) rivestite di resina alimentare vasca tradizionali di vetroresina o polietilene vasche a immersione di cls o acciaio con gabbie d acciaio (con carroponte o guidovia) 2. Capacità totale dei salatoi (n. forme):. 3. Permanenza media delle forme in salatoio (d):.. 4. E presente una vasca di trattamento della salamoia? sì no 5. E presente un locale di stufatura (camera calda) per la sosta delle forme prima del trasferimento nel magazzino? sì no G. Magazzino 1. Capacità del magazzino (n. forme):.. 2. Permanenza media delle forme nel magazzino (mesi):.. 3. Modalità di svolgimento delle operazioni di rivoltamento e di pulitura delle forme: 4. Frequenza di esecuzione delle operazioni di rivoltamento e pulitura: ogni... d 5. Le scalere sono a norma antisismica? sì no 6. E presente una macchina carica/scarica forme? sì no H. Condizionamento locali 1. Sala affioramento latte: 1.a. Esiste un controllo/condizionamento automatico dei parametri climatici ambientali? sì no 1.b. Temperatura impostata ( C): 1.c. Umidità relativa impostata (%): ALLEGATO I Questionario caseifici 198

199 2. Sala cottura (se separata dalla sala affioramento latte): 2.a. Esiste un controllo/condizionamento automatico dei parametri climatici ambientali? sì no 2.b. Temperatura impostata ( C): 2.c. Umidità relativa impostata (%): 3. Sala spersori (asciugatoio): 3.a. Esiste un controllo/condizionamento automatico dei parametri climatici ambientali? sì no 3.b. Temperatura impostata ( C): 3.c. Umidità relativa impostata (%): 4. Salatoio: 4.a. Esiste un controllo/condizionamento automatico dei parametri climatici ambientali? sì no 4.b. Temperatura impostata ( C): 4.c. Umidità relativa impostata (%): 4.d. L ambiente è deumidificato? sì no 5. Magazzino: 5.a. Esiste un controllo/condizionamento automatico dei parametri climatici ambientali? sì no 5.b. Temperatura impostata ( C): 5.c. Umidità relativa impostata (%): L. Altre produzioni 1. Elencare altre eventuali produzioni del caseificio, oltre al Parmigiano-Reggiano (altri formaggi, burro, ricotta, tosone, ecc.): M. Consumi di energia 1. Fornitore dell'energia elettrica: Potenza contrattuale impegnata:...kw 3. Consumo di energia elettrica:...kwh/anno e spesa:.../anno 4. Consumo di energia reattiva:...kvah/anno e spesa:.../anno (da rilevare mediante lettura delle bollette) 5. Indicare il consumo delle seguenti fonti di energia termica e la relativa spesa: a. metano:...m3/anno b. spesa:..../anno c. gasolio:...l/anno d. spesa:.../anno e. gas liquido:...l/anno f. spesa:.../anno g. altri combustibili:... /anno h. spesa:.../anno 6. Principali utenze energetiche: centrale produzione vapore: potenza (kw). impiego (h/d). impianto termico riscaldamento magazzino: potenza (kw). impiego (h/d). ALLEGATO I Questionario caseifici 199

200 impianto termico riscaldamento altri locali: impianto di depurazione: potenza (kw). impiego (h/d). potenza (kw). impiego (h/d). N. Energia rinnovabile ed efficienza energetica 1. Quali delle seguenti fonti di energia rinnovabile sono già sfruttate nel caseificio e quale è la relativa potenza installata? fotovoltaico potenza... kw solare termico potenza... kw biomasse (uso diretto: caldaia) potenza... kw biomasse (uso indiretto: biogas) potenza... kw altro.. potenza... kw 2. Quali dei seguenti interventi/dispositivi per il risparmio energetico sono già presenti nel caseificio? isolamento termico delle strutture di tamponamento dell edificio isolamento termico del tetto dell edificio scambiatori di calore pompe di calore lampade a basso consumo motori elettrici ad elevata efficienza altro.. 3. Eventuali altre iniziative intraprese nel campo delle energie rinnovabili e del risparmio energetico: Su quali delle seguenti tecnologie vorreste investire nel prossimo futuro e/o su quali avete già fatto uno studio di fattibilità? isolamento termico dell edificio fotovoltaico solare termico biomasse geotermia scambiatori di calore o pompe di calore lampade a basso consumo motori elettrici ad elevata efficienza O. Consumi idrici 1. Fonte di approvvigionamento idrico: acquedotto pozzo entrambi 2. Principali utilizzi dell acqua di acquedotto: 3. Principali utilizzi dell acqua di pozzo:. ALLEGATO I Questionario caseifici 200

201 4. Buone pratiche di utilizzo dell acqua (risparmio idrico): dispositivi a chiusura automatica delle gomme per lavaggio dispositivi automatici di lavaggio 5. Modalità di riscaldamento dell acqua per lavaggi finali quotidiani: impianto termico dedicato con potenza di. kw utilizzo della linea vapore altro ( ) P. Reflui caseari 1. Destinazione dei reflui: fognatura pubblica utilizzo agronomico fitodepurazione impianto di depurazione interno altro (.) 2. Tipo di impianto di depurazione (se presente): fanghi attivi letto percolatore altro 3. Produzione annuale di fanghi (m3): 4. Consumi elettrici dell impianto di depurazione, in presenza di contatore dedicato (kwh/anno): R. Sottoprodotti caseari 1. Tipologia di sottoprodotti: siero (t/anno).. scotta (t/anno).. latticello (t/anno).. residui spazzolatura formaggio (kg/anno).. altro ( ) 2. Destinazione del siero: 3. Quantitativo di siero venduto annualmente (t):.. 4. Eventuale trattamento del siero in azienda:. 5. Viene recuperato il calore dal siero? sì no S. Rifiuti 1. Elencare i rifiuti prodotti nel caseificio (esclusi reflui e sottoprodotti caseari) e per ciascuno indicare le informazioni richieste: Rifiuto Quantità Destinazione Costi smaltimento Tipo di stoccaggio ALLEGATO I Questionario caseifici 201

202 ALLEGATO II Caseificio A Azienda Il Castello Di seguito si descrivono brevemente le singole strutture. Stalla F: vecchio corpo stalla a lettiera integrale che ospita circa 40 vitelli da 4 a 6 mesi. La lettiera è rimossa ogni 3 mesi ma i tecnici aziendali affermano che si può arrivare ad una rimozione più frequente (45 giorni circa). Stalla 4: si tratta di box coperti da esterno, a lettiera permanente, posti a ridosso della stalla F. Ospitano 100 vitelli da 1 a 4 mesi. A fine ciclo i box vengono alzati e la lettiera rimasta viene rimossa interamente e portata in platea. La rimozione della lettiera viene fatta ogni 3 mesi. Stalla D1: struttura a corpi separati a lettiera permanente con rimozione frequente. La stalla presenta una zona di alimentazione e un paddock pavimentato scoperto nel quale viene distribuita paglia al fine di produrre letame. La zona a paddock ha una superficie di circa 300 m 2. La pavimentazione di questo paddock presenta una doppia pendenza, per cui in occasione di piogge abbondanti gli effluenti generati sono raccolti da una canaletta e allontanati direttamente nei lagoni di stoccaggio. La zona coperta a lettiera permanente e la corsia di alimentazione coperta presentano tetti con grondaie efficienti. Il letame prodotto in lettiera, nella zona a paddock e nella corsia di alimentazione interna viene rimosso ogni 3 giorni e quindi si presta molto bene a un utilizzo in digestione anaerobica. Questa stalla ospita a regime 225 capi di rimonta da 6 a 12 mesi. Stalla D2: adibita a sala parto, prevede un sistema di stabulazione a lettiera permanente integrale, con rimozione frequente (ogni settimana), quindi si presta bene a un utilizzo in digestione anaerobica. Può ospitare fino a un massimo di 35 capi prossimi al parto. Nelle stalle precedenti si utilizza paglia. E' stato fornito un dato annuale di consumo di paglia pari a 500 t. Considerando la capienza totale di queste strutture (circa 400 capi), ne deriva un consumo giornaliero di circa 3,4 kg/capo. Nelle stalle seguenti a cuccette, invece, si utilizza solido separato prodotto da impianto di separazione aziendale. Stalla D3: con cuccette testa a testa e corsie di alimentazione e di smistamento pulite con raschiatori meccanici automatici. Quando si aggiunge il solido separato fresco in cuccetta si addiziona calce manualmente, al fine di abbassare la carica batterica. I raschiatori vengono fatti funzionare almeno 3-5 volte/d. L'effluente asportato è convogliato in una canaletta trasversale che prevede pulizia con flushing, utilizzando il refluo chiarificato in uscita dal separatore e accumulato in una vasca di calcestruzzo armato interrata da 80 m 3 (vasca 3). Tutti gli effluenti asportati sono accumulati nella vasca 1, prima di essere pompati direttamente al separatore aziendale solido/liquido. Questa stalla può ospitare 270 capi (vacche asciutte e manze da 12 mesi al parto). Stalla C: ospita i capi in lattazione ed è dotata di cuccette testa a testa (due doppie file) e groppa a groppa (1 doppia fila), con corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori. La gestione della lettiera delle cuccette e l'asportazione degli effluenti sono le medesime già descritte per la stalla precedente. La stalla può ospitare 350 vacche in lattazione. Stalla E: in fase di ultimazione al momento della visita; progettata per ospitare 400 vacche in ALLEGATO II 202

203 lattazione, prevede cuccette testa a testa (due doppie file) con corsie di alimentazione e di smistamento servite da raschiatori a fune. Per il resto, vale quanto già detto per le stalle precedenti. Zona di mungitura: la sala di attesa, della superficie di circa 240 m 2, è a pendenza unica in porfido e può ospitare fino a 180 capi. La pulizia viene effettuata con liquame chiarificato (primo lavaggio) prelevato dalla vasca 3; poi si effettua lavaggio con acqua in pressione 2 volte al giorno. La sala di mungitura è una giostra con 40 posti. I lavaggi di sala latte, sala mungitura e sala attesa sono inviati direttamente alla vasca 3 (vasca chiarificato post separazione). Stoccaggi: sono presenti due vasche in calcestruzzo fuori terra, a pianta rettangolare, comunicanti tra loro, alle quali arrivano i reflui chiarificati del separatore. Successivamente gli effluenti sono inviati a una vasca circolare in calcestruzzo fuori terra. Sono poi presenti due grandi lagoni di stoccaggio in terra battuta, utilizzati per lo stoccaggio finale. In azienda è presente una rete di fertirrigazione interrata a servizio dei terreni circostanti l'azienda. Azienda Oppio Stalla C: a lettiera permanente, ospita circa 100 giovani bovine da 4 a 8 mesi. La lettiera è rimossa ogni 7 d; la stessa operazione viene fatta nella corsia di alimentazione, dove si mette paglia per produrre letame. Questi capi hanno accesso per tutto l'anno a un grande paddock esterno pavimentato e scoperto; le acque meteoriche e gli effluenti liquidi sono convogliati per gravità a una canaletta esterna e successivamente pompati ai lagoni di stoccaggio. Le deiezioni solide accumulate sul paddock sono invece asportate con pala e portate direttamente alla platea del letame. Le grondaie e i pluviali di questa stalla, nel momento della visita, presentavano diverse criticità funzionali, ma era previsto un intervento di manutenzione straordinaria. Stalla D: identica come caratteristiche e come gestione alla stalla C, può ospitare 40 capi prossimi al parto. La lettiera viene rimossa ogni 3-4 giorni; la stessa operazione viene fatta nella corsia di alimentazione dove si mette paglia per produrre letame. Gli animali hanno accesso per tutto l'anno a un grande paddock esterno pavimentato e scoperto. Le acque meteoriche e gli effluenti liquidi sono convogliati per gravità a una canaletta esterna e successivamente pompati ai lagoni di stoccaggio. Le deiezioni solide accumulate sul paddock sono invece asportate con pala e portate direttamente alla platea letame. Le grondaie e i pluviali di questa stalla, nel momento della visita, presentavano diverse criticità funzionali, ma era previsto un intervento di manutenzione straordinaria. Nelle stalle descritte si utilizza lettiera di paglia; il dato di consumo totale annuo di paglia è di 150 t, equivalente a un consumo unitario di circa di 2,9 kg/d per capo. Stalla B1: con cuccette testa a testa e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori meccanici. Le cuccette sono dotate di materassino in gomma. I raschiatori vengono fatti funzionare almeno 3 volte/d. L'effluente asportato è convogliato in una canaletta trasversale con sistema di rimozione a flushing, utilizzando il refluo chiarificato accumulato in una vasca di calcestruzzo armato a pianta circolare (vasca A). Tutti i reflui asportati sono accumulati nella vasca C, prima di essere pompati direttamente al separatore aziendale solido/liquido. Questa stalla ospita 250 capi da rimonta dai 6 ai 13 mesi. Stalla B2: con cuccette testa a testa più una fila singola. Le corsie di alimentazione e di smistamento sono pulite da raschiatori. Le caratteristiche sono le stesse della stalla precedente. La stalla ospita 230 capi di rimonta da 14 a 24 mesi (manze gravide). Stalla B3: con cuccette testa a testa + 1 fila singola, analoga alla precedente struttura, ma con in più un grande paddock in terra con superficie di circa 1 ettaro aperto tutto l'anno. La stalla ospita 80 vacche in asciutta. ALLEGATO II 203

204 Stalla A: ospita 650 vacche in lattazione, in cuccette testa a testa con corsie di alimentazione e corsie di smistamento pulite mediante flushing su pavimento pieno; infatti, le corsie e tutta la stalla hanno una pendenza del 1,6% verso il canale di raccolta del liquame. Per ottenere una pulizia efficace dei pavimenti, però, è necessario richiamare liquame chiarificato dall'ultimo lagone di stoccaggio, mentre il liquame chiarificato in uscita dal separatore utilizzato tal quale non effettua una buona pulizia, a causa dell'elevato contenuto di solidi sospesi. Per questo motivo il chiarificato in uscita dal separatore viene inviato al primo dei due lagoni in terra, dove subisce una sedimentazione naturale e un'ulteriore chiarificazione, prima di passare al secondo lagone. Una pompa con sensori automatici preleva il refluo chiarificato da questo secondo lagone e lo invia alla vasca circolare A (vasca di accumulo del chiarificato utilizzato per il flushing programmato nella stalla A e nella canaletta di testata della stalla B). Nelle cuccette si utilizza il solido separato prodotto dal separatore aziendale. Quando si aggiunge il solido separato fresco (una volta a settimana) si addiziona calce manualmente, al fine di abbassare la carica batterica. Zona di mungitura: l'area di attesa è a forte pendenza con pavimento in gomma. La pulizia viene effettuata con liquame chiarificato (primo lavaggio) prelevato dalla vasca A; poi si effettua lavaggio con acqua in pressione. La sala di mungitura è a spina posti. I lavaggi di sala latte, sala mungitura e sala attesa sono inviati direttamente alla canaletta di testa della stalla A, che raccoglie i reflui dopo il flushing; tali reflui sono poi pompati nella vasca B e quindi rilanciati nella vasca C per essere separati. Stoccaggi: sono presenti tre vasche in calcestruzzo fuori terra a pianta circolare (A, B e C). E' poi presente una quarta vasca circolare che raccoglie tutte le acque meteoriche dei tetti delle stalle e dei piazzali in cemento. Queste acque, dopo sedimentazione, sono scaricate in acque superficiali. Infine, sono presenti due grandi lagoni in terra utilizzati per lo stoccaggio finale. In azienda è presente una rete di fertirrigazione interrata a servizio dei terreni circostanti l'azienda. ALLEGATO II 204

205 Figura 1 Localizzazione degli allevamenti Oppio e Il Castello e del Caseificio A (Bonlatte); si può notare l equidistanza dei due allevamenti rispetto al caseificio (circa 2,5 km) Tabella 1 Analisi chimiche e test BMP sui campioni fatti presso le aziende conferenti al Caseificio A Allevamento N capi lattazione Sistema di Stabulazione Effluente campionato Sostanza Solidi volatili Secca g/kg tq g/kg tq % SS Potenziale metanigeno 3 Nm CH4/tSV Castello Cuccette Liquame vacche lattazione 81,14 66,73 82,24 Castello 750 Cuccette Liquame chiarificato post separazione 50,93 36,96 72,57 Castello Cuccette Lettiera rimozione frequente Cuccette Cuccette Cuccette Lettiera rimozione frequente Solido Separato 242,17 221,41 91,43 186,1 Castello Oppio Oppio Oppio 650 Oppio Totale bovini latt. 212,8 Rimonta 213,27 179,40 84,12 233,3 Vacche lattazione.vasca Pre- Separazione Vacche lattazione.chiarificato x flushing Solido Separato 32,98 30,61 254,71 22,61 20,30 234,70 68,56 66,32 92,14 145,4 Rimonta 218,68 183,64 83,98 223,5 COD mgo2/l Potenziale metanigeno 146, Tabella 2 Analisi sui campioni fatti presso il Caseificio A Effluente campionato ph Sostanza Secca g/kg tq Solidi volatili g/kg tq % SS NTK mg/kg tq Siero intero non scremato Fanghi di depurazione Acque di lavaggio caldaie e bacinelle(primo lavaggio separato) Scarti puliture forme in stagionatura 4,45 7,35 63,92 23,29 56,99 15,41 89,16 66, ,35 39,52 34,89 88, ,10 909,42 875,60 96, ALLEGATO II Nm CH4/tSV 408,3 73, ,4 205

206 Tabella 3 Matrici in ingresso all'impianto di biogas e relativo costo di conferimento/produzione (caseificio A) Matrici in igresso all'impianto e relativo costo di conferimento/produzione Matrici Costo di conferimento o Quantità di N da produzione gestire con digestato [/t] [t/a] Quantità [t/a] [t/giorno] Liquame bovini da latte Azienda ''Il Castello'' ,71 2,2 114,9 Solido separato di letame bovini da latte - Azienda ''Il Castello'' ,70 3,0 15,8 Letame bovini da latte - Azienda ''Il Castello'' ,02 3,0 12,6 Letame bovini da latte Azienda''Oppio'' ,75 3,0 5, ,2 Totale 148,8 Tabella 4 Caratteristiche dei digestori e del biogas prodotto (caseificio A) Caratteristiche digestore e biogas prodotto Carico Volume Temperatura di organico totale funzionamento volumetrico 3 [kg [ C] [m ] 3 SV/m /gg] ,5 Tempo di ritenzione [gg] 36,0 Resa specifica biogas 3 [m /kg SV/gg] 0,416 Quantità biogas prodotto Percentuale Numero di CH4 reattori 3 [m /anno] % Altezza Diametro reattori reattori [m] [m] ,7 Tabella 5 Valori riferiti alla conversione energetica dell'impianto di biogas (caseificio A) Conversione energetica Carico reattore [gg/a] 365 Produzione lorda EE [kwh/a] ALLEGATO II Funzionamento cogeneratore [h/a] Autoconsumo EE ausiliari [kwh/a] Rendimento elettrico Potenza elettrica installata Potenza termica recuperabile Rendimento termico [kw] [kw] 36% Consumo EE digestore [kwh/a] Potenza termica minima vendibile [kw] % Produzione EE ceduta alla rete [kwh/a] Produzione ET venduta o valorizzata [kwh/a] Potenza termica minima vendibile [kw]

207 Figura 2 Grafico della potenza termica necessaria per l impianto di biogas e di quella disponibile per altri usi (caseificio A) Tabella 6 Caratteristiche del digestato (caseificio A) Caratteristiche del digestato Volume digestato tal quale 3 [m /gg] Sostanza secca digestato tal quale Volume digestato chiarificato Sostanza secca digestato chiarificato 3 [kg/m ] 53,70 3 [kg/m ] 65,0 92,48 Volume solido separato 3 [m /gg] Sostanza secca solido Durata stoccaggio separato liquami 3 [gg] [kg/m ] 7,08 3 [m /gg] 87, Durata stoccaggio letami [gg] Tabella 7 Investimenti per l'impianto di biogas (caseificio A) Investimenti Costo specifico [/kwe] 1.172, ,28 915,32 382,72 6,6% ,59 181,85 3,2% ,44 220,54 3,8% , ,54 Importo Opere civili Opere elettromeccaniche Cogeneratore Platea per solido separato Vasca stoccaggio digestato 30 giorni coperta Imprevisti , , , ,78 Spese tecniche (autorizzazioni, progettazione, direzione lavori) Totale ALLEGATO II Vita utile [anni] Incidenza 20,3% 50,2% 15,9% 207

208 Tabella 8 Analisi finanziaria (caseificio A) Analisi finanziaria Ricavi annuali Vendita EE Vendita ET Totale Valore EE ceduta [/kwh] Durata incentivi [anni] Primi 20 anni Importo , , ,48 0,233 Incidenza 93,8% 6,2% Prezzo EE acquistata [/kwh] 0, Costi annuali Service cogeneratore Prod/Conf matrici non insilabili Manutenzione odinaria impianto (opere elettromeccaniche) Operaio per carico biomasse Costi riconosciuti al gestore della rete elettrica Assicurazione Gestione ordinaria impianto Analisi chimico fisiche Spese generali Imprevisti Totale Importo , , , , , , , , , , ,91 Incidenza 24,7% 38,5% 11,9% 4,0% 0,5% 4,0% 5,1% 7,0% 2,9% 1,4% Manutenzione straordinaria Cogeneratore Impiantistica Totale Importo , , ,22 Annualità 8 8 Indici di analisi finanziaria Margine operativo lordo (MOL o EBITDA) = Ricavi - Costi Ammortamento semplice dell'investimento iniziale (in 20 anni) Saggio di sconto bancario Interessi sul capitale investito Margine Operativo Netto (MON o EBIT) = MOL - Ammortamento (Esclusa manutenzione straordinaria) Reddito Netto (RN) = MON-Interessi ALLEGATO II [/anno] , ,83 5,0% , , ,23 208

209 Tabella 9 Analisi del tempo di ritorno dell investimento e del flusso di cassa, senza finanziamento e con finanziamento del 10% in conto capitale (caseificio A) Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 5,55 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 5, ,47 141,9% 14,6% 5,0% 8, ,13 86,3% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% 5,0% Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa con finanziamento in ContoCapitale pari al 10% Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 4,99 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 5, ,14 168,8% 16,3% 5,0% 5, ,80 107,0% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% ALLEGATO II 5,0%

210 Tabella 10 Matrici in ingresso all'impianto di biogas/biometano e relativo costo di conferimento /produzione (caseificio A) Caratteristiche generali Matrici Quantità Liquame bovini da latte Azienda Il Castello siero Letame bovini da latte - Azienda Il Castello Solido separato Azienda Oppio Letame bovini da latte - Azienda Oppio Totale Costo di conferimento o Quantità di N da produzione gestire con digestato [/t] [t/a] [t/a] [t/giorno] , , , ,90 5,0 20, ,75 3,0 5, ,8 143,1 12,0 10,3 15,3 194,4 Tabella 11 Caratteristiche del digestore e del biogas prodotto (caseificio A) Caratteristiche digestore e biogas prodotto Temperatura Carico organico Tempo di di Volume totale volumetrico funzionamen ritenzione 3 [m ] [kg to [gg] 3 [ C] SV/m /gg] ,5 43 Resa specifica biogas 3 Quantità biogas prodotto [m /kg SV/gg] [m /anno] 0, Altezza Percentuale Numero reattori di CH4 reattori [m] 57% 2 Diametro reattori [m] 6 24 Tabella 12 Caratteristiche del digestato (caseificio A) Caratteristiche del digestato (escluso l'eventuale volume di ricircolo reinviato in testa all'impianto) Volume digestato tal quale 3 [m /gg] 103,50 Volume solido separato 3 [m /gg] 11,38 ALLEGATO II Sostanza secca digestato tal quale 3 [kg/m ] 75,5 Volume digestato chiarificato Sostanza secca digestato chiarificato 3 [kg/m ] 59,77 [m /gg] 94,97 Dimensione platea Sostanza secca solido per solido separato separato aggiuntiva 3 [kg/m ] [m2]

211 Tabella 13 Analisi del tempo di ritorno dell investimento e del flusso di cassa con biometano valorizzato a 100 /MWh (caseificio A) Analisi finanziaria Ricavi annuali Primi 20 anni Vendita biometano Totale Prezzo EE acquistata [/kwh] Importo , ,46 Incidenza 100,0% 0,160 Durata incentivi [anni] 20 Costi annuali Service Upgrading Prod/Conf matrici non insilabili Manutenzione odinaria impianto (opere elettromeccaniche) Operaio per carico biomasse Costi riconosciuti al gestore della rete elettrica Assicurazione Gestione ordinaria impianto Analisi chimico fisiche Spese generali Imprevisti Costi operativi upgradingee Costo energia termica per risc.digestori Totale Importo , , , ,92 252, , , , , , , , ,56 Incidenza 6,7% 13,3% 9,1% 2,3% 0,1% 2,6% 2,9% 1,1% 1,2% 0,6% 29,7% 11,5% Manutenzione straordinaria Impiantistica Totale Importo , ,08 Annualità 10 Indici di analisi finanziaria Margine operativo lordo (MOL o EBITDA) = Ricavi - Costi Ammortamento semplice dell'investimento iniziale (in 20 anni) Saggio di sconto bancario Interessi sul capitale investito Margine Operativo Netto (MON o EBIT) = MOL - Ammortamento (Esclusa manutenzione straordinaria) Reddito Netto (RN) = MON-Interessi [/anno] , ,72 5,0% , , ,00 Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa con biometano valorizzato a 100 /MWh Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 4,87 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 5, ,95 223,9% 19,5% 5,0% 5, ,99 147,0% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% (k ) N A V Anni 2,0% ALLEGATO II 5,0% 211

212 Tabella 14 Analisi del tempo di ritorno dell investimento e del flusso di cassa con biometano valorizzato a 100 /MWh e con finanziamento in conto capitale del 10% (caseificio A) Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa con biometano valorizzato a 100 /MWh e con finanziamento in ContoCapitale pari al 10% Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 4,38 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 4, ,40 259,9% 21,8% 5,0% 5, ,44 174,5% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% (k N A V ) Anni 2,0% ALLEGATO II 5,0% 212

213 Tabella 15 Indici di analisi finanziaria, analisi del tempo di ritorno e flusso di cassa relativo all impianto di biometano con valorizzazione dello stesso a 80 /MWh (caseificio A) Indici di analisi finanziaria [/anno] Margine operativo lordo (MOL o EBITDA) = Ricavi - Costi ,20 Ammortamento semplice dell'investimento iniziale (in 20 anni) Saggio di sconto bancario Interessi sul capitale investito Margine Operativo Netto (MON o EBIT) = MOL - Ammortamento (Esclusa manutenzione straordinaria) Reddito Netto (RN) = MON-Interessi ,72 5,0% , , ,31 Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 7,92 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 8, ,11 94,7% 10,3% 5,0% 11, ,33 48,5% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% 5,0% Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa con finanziamento in ContoCapitale pari al 10% Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 7,13 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 7, ,56 116,3% 11,8% 5,0% 10, ,78 65,1% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% ALLEGATO II 5,0% 213

214 Tabella 16 - Indici di analisi finanziaria, analisi del tempo di ritorno e flusso di cassa relativo all impianto di biometano con valorizzazione dello stesso a 80 /MWh (caseificio A) Indici di analisi finanziaria Margine operativo lordo (MOL o EBITDA) = Ricavi - Costi Ammortamento semplice dell'investimento iniziale (in 20 anni) Saggio di sconto bancario Interessi sul capitale investito Margine Operativo Netto (MON o EBIT) = MOL - Ammortamento (Esclusa manutenzione straordinaria) Reddito Netto (RN) = MON-Interessi [/anno] , ,72 5,0% , , ,46 Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 11,52 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 15, ,19-30,1% 4,9% 5,0% nd ,00-0,7% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% 5,0% Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa con finanziamento in ContoCapitale pari al 10% Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 10,37 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 13, ,64 44,5% 6,1% 5,0% 17, ,45 10,3% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% ALLEGATO II 5,0% 214

215 Figura 3 Layout schematico dell impianto di biogas (caseificio A) Figura 4 Layout schematico dell impianto di biogas/biometano (caseificio A) ALLEGATO II 215

216 Caseificio B Azienda Bellintani Stalla 1: stabulazione a cuccette testa a testa e groppa a groppa su paglia (due doppie file), con corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori. Sono presenti 180 cuccette. I raschiatori vengono fatti funzionare 4-5 volte/d. L'effluente asportato è convogliato direttamente in due vasche interrate e scoperte a pianta rettangolare, che fungono anche da stoccaggio (vasche 1 e 2), rispettivamente da 500 e m 3 di volume totale. La prima delle due vasche raccoglie il liquame del comparto lattazione e i reflui della sala di attesa (piccola area in gran parte ricavata nella corsia di smistamento), mentre la seconda vasca raccoglie il liquame dei comparti lattazione, asciutta e rimonta prossima al parto. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 0,85 kg/d per capo. Il ricovero è dotato di doccette nelle corsie di alimentazione. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono raccolte da sistema di convogliamento efficiente e inviate mediante fognatura al fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. La stalla ospita 120 vacche in lattazione, 15 vacche in asciutta e 40 manze gravide. Stalla 2: con stabulazione a lettiera permanente integrale. Questo corpo stalla è posto lateralmente alla stalla 1 e ha la funzione di zona parto; ospita mediamente 10 capi adulti prossimi al parto. La lettiera viene rimossa frequentemente. Stalla 3: con stabulazione a lettiera permanente integrale ricavata in zone e fabbricati provvisori. Sono presenti 125 capi da rimonta dallo svezzamento ai 15 mesi d'età. La lettiera viene rimossa frequentemente e nella nuova stalla in progetto si adotterà una rimozione con frequenza mensile. Il quantitativo giornaliero di paglia attualmente utilizzato è pari mediamente a 0,8 kg/d per capo. Nota: al momento della visita la proprietà stava per iniziare la costruzione di una nuova stalla a lettiera permanente (nuova stalla 3) per tutti i capi da rimonta; ciò permetterà di aumentare nel tempo i capi in lattazione della stalla 1, arrivando a 140 vacche. Zona di mungitura L'area di attesa è ricavata nella corsia di smistamento e i relativi lavaggi sono convogliati in vasca 1. I lavaggi della sala di mungitura e dell'impianto sono invece separati e convogliati a un pozzo nero che viene svuotato con carro botte. Stoccaggio e trattamento liquami: al momento del sopralluogo gli effluenti aziendali del comparto lattazione (vasca 1) erano ceduti in parte a un impianto di biogas posto nelle vicinanze (Moglia Energia), che provvede al trasporto e al successivo spandimento agronomico del digestato. Il proprietario dell azienda paga il 50% del costo del trasporto, ma in questo modo non deve gestire nel PUA questo effluente. L'azienda infatti ha carenza di stoccaggio e di terreni e quindi questa soluzione offre diversi vantaggi. Azienda Caprari La stalla 1 ospita le vacche in lattazione e le vacche in asciutta, mentre la stalla 2 è attualmente non più agibile a causa del sisma del La proprietà ha in corso una richiesta di trasformazione del fabbricato adibito a fienile per destinarlo a stalla per rimonta. Questa nuova stalla avrà le stesse caratteristiche stabulative della stalla 1. Stalla 1: con stabulazione a lettiera inclinata su segatura mista a truciolo nella zona di riposo e ALLEGATO II 216

217 raschiatore meccanico nella corsia di alimentazione. Il raschiatore viene fatto funzionare almeno 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato in una vasca interrata (vasca 1) da circa 100 m3, a pianta rettangolare, dotata di pompa trituratrice e miscelatrice. Questa vasca raccoglie anche i reflui della sala di attesa e della sala di mungitura che comunque, essendo inviati tramite tubazione e pompa dedicata, potrebbero anche essere separati dal liquame di questo corpo stalla. Il quantitativo di segatura grossolana mista a truciolo attualmente utilizzata è pari a 2,3 kg/d per capo. La lettiera viene rimossa ogni 3-4 d mediante trattore con pala frontale. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono raccolte da sistema di convogliamento efficiente e inviate mediante fognatura al fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Questa stalla ospita 110 vacche in lattazione e 20 vacche in asciutta. Stalla 2: ha caratteristiche costruttive e gestionali analoghe alla precedente, ma ospita 80 capi da rimonta dallo svezzamento alla manza gravida. L'effluente asportato dal raschiatore è convogliato in una vasca interrata in cemento (vasca 2) da circa 600 m3, a pianta rettangolare. Zona di mungitura: la sala di mungitura prevede 12 posti in mungitura. La superficie complessiva dell'area di attesa è di 64 m2 ed è lavata due volte al giorno. I reflui della zona di mungitura sono inviati e stoccati in vasca 1, con i reflui del corpo stalla 1, ma sono tecnicamente separabili e inviabili direttamente al lagone di stoccaggio. Stoccaggio e trattamento liquami: oltre alle già citate vasche 1 e 2, sono presente un lagone in terra e una platea scoperta per lo stoccaggio del letame. Azienda Freddi Stalla 1: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia (3 file) e corsie di alimentazione e di smistamento pulite due volte al giorno con trattore e ruspetta. L'effluente asportato è convogliato direttamente in una vasca posta in testa alla stalla (vasca 1). Il quantitativo di paglia utilizzato è pari a 1,7 kg/capo d. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono raccolte da sistema fognario efficiente e inviate al fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. La stalla ospita 70 vacche in lattazione. Stalla 2: in parte a cuccette e in parte a lettiera. Le corsie di alimentazione sono pulite mediante raschiatore e il letame prodotto viene stoccato in una platea (platea 1) scoperta con superficie di circa 370 m2 e con pozzo nero sottostante da 200 m3 che raccoglie i percolati. Questa stalla ospita 25 vacche in asciutta e 25 manze gravide prossime al parto. Di questa stalla si è preso in considerazione il letame asportato quotidianamente, adatto ad un utilizzo in DA, mentre non si ritengono adatti i percolati raccolti nel pozzo nero. Stalla 3: ospita 70 capi da rimonta. Buona parte della stalla è su fessurato integrale, con fossa profonda 2 m, larga 3 m e lunga 50 m, che ha la funzione di stoccaggio. La fossa viene vuotata due volte all'anno, previo sollevamento dei fessurati, miscelazione con trattore e asportazione con carro botte. All'esterno della stalla è presente un paddock scoperto pavimentato. Questi aspetti rendono tale effluente non utilizzabile in DA, per cui tale stalla non sarà considerata nel conteggio degli effluenti da inviare a DA. Zona di mungitura: la sala di attesa è ricavata nella corsia di smistamento della stalla 1, pulita con trattore e ruspetta. I reflui della sala di mungitura e della sala latte sono raccolti in stoccaggio separato rispetto agli effluenti zootecnici. Stoccaggio e trattamento liquami: sono presenti una vasca da 600 m3 che raccoglie i reflui di stalla 1 e una platea per letame a servizio di stalla 2. Il cappello di solido affiorante nella vasca viene ALLEGATO II 217

218 estratto con un mezzo meccanico e la frazione liquida rimanente viene asportata con carrobotte, previa miscelazione con ventola e trattore. Non vengono effettuati altri trattamenti degli effluenti. Azienda Prati Stalla 1: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia (due doppie file) e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori meccanici. I raschiatori vengono fatti funzionare almeno 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato a una canaletta trasversale pulita mediante ricircolo di liquame tal quale (da vasca 1) o in certi momenti richiamando in vasca 1 effluente chiarificato da separazione. La vasca 1 raccoglie anche i reflui della sala di attesa. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1 kg/capo d. Il ricovero è dotato di doccette per il raffrescamento nelle corsie di alimentazione. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura efficiente a fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Questa stalla ospita 120 vacche in lattazione e 60 capi adulti divisi tra vacche in asciutta e manze gravide. Stalla 2: con stabulazione a lettiera inclinata verso canaletta con raschiatore a palette. Ospita mediamente 60 capi da 5 a 20 mesi di età. Il letame è asportato quotidianamente e accumulato in platea grazie a specifico elevatore. Stalla 3: struttura a corpi separati a lettiera inclinata. Tra la zona di riposo e la zona di alimentazione coperta da tettoia è presente un paddock pavimentato di circa 80 m 2. Le acque di pioggia e i liquidi di sgrondo del letame sono inviati a pozzo nero dedicato. La rimozione del letame avviene mediante il raschiatore a palette (prolungamento di quello già descritto in stalla 2) e inviato alla platea prima citata. La stalla ospita 26 capi di rimonta da 12 a 24 mesi. Zona di mungitura: la sala di mungitura prevede 16 poste; la sala di attesa è in pendenza unica e i lavaggi sono inviati mediante tubazione interrata direttamente alla vasca 1. I lavaggi della sala di mungitura e dell'impianto sono invece separati e convogliati ad un pozzetto esterno alla sala e sono utilizzati per effettuare il primo lavaggio della sala di attesa. Stoccaggio e trattamento liquami: i reflui di stalla 1 sono inviati alla vasca 1, a pianta circolare (diametro 5 m e profondità di 4 m), dotata di pompa trituratrice che provvede a effettuare il ricircolo nella canaletta esterna della stalla e a inviare il refluo al separatore a rulli. Il liquame chiarificato è attualmente raccolto in una vasca circolare del diametro di 18 m e della profondità di 5 m, per un volume totale di m3 (vasca 2). In futuro sarà presente una seconda vasca identica alla vasca 2. Azienda Trevisi Stalla 1: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia (due doppie file) e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori. Sono presenti 190 posti in cuccetta. I raschiatori vengono fatti funzionare almeno 2 volte/d. L'effluente asportato è scaricato in una canaletta trasversale di testa e, mediante ricircolo, convogliato in una vasca interrata (vasca 1) da 75 m3 circa, a pianta quadrata. Questa vasca è dotata di pompa trituratrice e miscelatrice che effettua sia il ricircolo/pulizia della canaletta trasversale sia il trasferimento del liquame aziendale alla vasca di stoccaggio 2. Quest'ultima raccoglie anche i reflui di lavaggio della zona di mungitura. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 0,9 kg/capo d. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura al fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Al momento della visita questa stalla ospitava 160 capi in lattazione e 30 in asciutta, ma la proprietà ha in progetto di allargare la stalla della rimonta, per cui, a progetto realizzato, la stalla 1 ospiterà solo bovine in lattazione (190 capi) e l'asciutta sarà spostata nella stalla 2. ALLEGATO II 218

219 Stalla 2: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori; questi funzionano almeno 2 volte/d. L'effluente asportato subisce la medesima sorte già descritta per quello della stalla 1. Il quantitativo giornaliero di paglia attualmente utilizzato è pari mediamente a 0,5 kg/capo d. Questa stalla ospita tutta la rimonta aziendale (circa 150 capi totali). Zona di mungitura: la sala di mungitura prevede 20 poste. La superficie complessiva della sala di attesa e di mungitura è di 200 m 2 ed è lavata due volte al giorno riutilizzando l'acqua di raffreddamento del latte. E' stata eseguita una misura dei reflui della zona di mungitura che ha riportato un valore di 5 m3/d complessivi. Stoccaggio e trattamento effluenti Gli effluenti aziendali sono ceduti in parte a un impianto di biogas posto nelle vicinanze (Moglia Energia) che provvede al trasporto e al successivo spandimento agronomico del digestato. L allevatore ha misurato una produzione di effluenti pari a circa 26 m3/d. Detraendo i 5 m3 derivanti dalla zona di mungitura, si ottiene una produzione di effluenti dalle sole stalle di circa 21 m3 /d. Oltre alla vasca 1 da 75 m3 è presente una vasca a pianta rettangolare (vasca 2) posta a ridosso del canale trasversale della stalla, con volume pari a 300 m3, e una vasca circolare con volume di m3. Azienda Truzzi Stalla 1a: con stabulazione a cuccette testa a testa e con corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori. Sono presenti circa 110 capi in lattazione. I raschiatori vengono fatti funzionare 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato direttamente a una canaletta di testa che raccoglie anche gli effluenti della parte destra della stalla (stalla 1b), ospitante i capi in asciutta e la rimonta. I reflui sono poi convogliati, mediante ricircolo di liquame tal quale, a una pre-vasca circolare da circa 100 m3, che raccoglie anche i reflui della sala di attesa (piccola area in gran parte ricavata nella corsia di smistamento). Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1,55 kg/capo d. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura acque bianche a fosso di scolo aziendale. Stalla 1b: per 28 bovine in asciutta, con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia e corsie di alimentazione e di smistamento servite da raschiatori. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1,5 kg/capo d. I raschiatori funzionano 2 volte/d e l'effluente asportato è scaricato nella canaletta di testa prima citata. Nella stalla sono anche presenti 4 grandi box a lettiera inclinata che ospitano 60 capi da rimonta dai 12 mesi fino al parto. Il letame della lettiera scende nella corsia di alimentazione (prolungamento di quella delle vacche) e viene poi asportato dallo stesso raschiatore. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato per questo comparto è pari a 0,5 kg/capo d. Stalla 2: con stabulazione a lettiera permanente integrale. Sono presenti 35 capi di rimonta dallo svezzamento ai 12 mesi di età. La lettiera viene asportata una volta alla settimana. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato per questo comparto è pari a 0,35 kg/capo d. Zona di mungitura: la sala di mungitura prevede 16 poste; la zona di attesa è a pendenza unica con pavimentazione in resina epossidica e ha una superficie di circa 110 m 2. I lavaggi della sala di mungitura e di attesa sono inviati alla vasca 1 mediante fognatura. Si stima un consumo idrico giornaliero di circa 3 m3 per effettuare i lavaggi di questi comparti. Stoccaggio e trattamento liquami: tutti i reflui della stalla 1 sono inviati alla vasca 1 da 100 m 3. In ALLEGATO II 219

220 questa vasca una pompa provvede alla miscelazione e al ricircolo della canaletta di testa della stalla e una seconda pompa invia il refluo al separatore a rulli contrapposti. Il chiarificato viene stoccato in una vasca circolare da m3 e recentemente è stato costruito un grande lagone in terra quale stoccaggio supplementare. E' poi presente una platea di calcestruzzo da 450 m2 che contiene il solido separato e il letame della stalla 2. Questa platea è scoperta e i percolati sono raccolti nella vasca 1. Azienda Gentile Nuova Stalla 1: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori; sono presenti 125 posti in cuccetta. I raschiatori vengono fatti funzionare almeno 2 volte/d. L'effluente asportato è scaricato in una canaletta di testa trasversale e, mediante ricircolo, convogliato in una vasca interrata (vasca 1) da 40 m3 circa, a pianta circolare. Questa vasca è dotata di pompa trituratrice e miscelatrice che effettua sia il ricircolo/pulizia della canaletta, sia il trasferimento del liquame aziendale alla vasca di stoccaggio (vasca 2) da m 3, e raccoglie anche i reflui della zona di mungitura. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1,7 kg/capo d. Il ricovero è dotato di doccette nelle corsie di alimentazione. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura acque bianche a fosso di scolo aziendale. Questa stalla ospita 83 capi in lattazione e 35 in asciutta. Stalla 2: a corpi separati con zona di riposo a lettiera permanente. Tra le zone di riposo e di alimentazione è presente un paddock pavimentato e scoperto con superficie di circa 150 m 2, da considerare quale superficie di impluvio. La zona di alimentazione, il paddock e la zona di riposo sono pulite ogni 20 d mediante trattore e ruspetta e il materiale asportato viene stoccato nella platea 1 con pozzo nero sottostante. La stalla ospita 32 capi di rimonta dai 12 ai 24 mesi. Stalla 3: vecchia struttura a stabulazione fissa adattata a stabulazione libera. Si mette paglia nella corsia di alimentazione e riposo e il letame è asportato mediante raschiatore a palette va e vieni e inviato alla platea 1. Nella stalla vengono ospitati 20 capi da rimonta fino a 12 mesi di età. Zona di mungitura: la sala di mungitura prevede 16 poste. La superficie complessiva dell'area di attesa è di 140 m2 ed è lavata 2 volte/d riutilizzando l'acqua di raffreddamento del latte. I reflui della zona di mungitura sono inviati in vasca 1. Stoccaggio e trattamento liquami: gli effluenti aziendali sono ceduti in parte e su richiesta del titolare dell azienda agricola a un impianto di biogas posto nelle vicinanze (Moglia Energia) che provvede al trasporto e al successivo spandimento agronomico del digestato. Oltre alla vasca 1 da 40 m3 (pozzetto di sollevamento), sono presenti una vasca circolare con volume di m 3, una platea scoperta per il letame da 200 m2 e un pozzo nero sottostante da 100 m 3 sottostante la concimaia. Azienda Stalla Tullie Allevamento 1, di recente ristrutturazione, sito in Via Tullie n. 9, prevede 4 diversi ricoveri posti a raggiera. I suini sono allevati da 30 a 160 kg con la modalità del tutto pieno/tutto vuoto, con periodo di vuoto sanitario di circa 2-3 settimane. A regime, l allevamento conta capi. Il sistema di stabulazione prevede pavimento parzialmente fessurato. La pavimentazione del box è piena con pendenza verso una zona fessurata, larga circa 1 m, posta in fondo al box, a ridosso della parete laterale. La fossa sotto al fessurato è profonda circa 1 m e presenta pareti inclinate. Sulla testata del ricovero le fosse presentano soglia di tracimazione e canale trasversale di accumulo ALLEGATO II 220

221 liquami, dove una pompa provvede a inviarli alle vasche di stoccaggio circolari fuori terra; queste sono 3 e hanno una capacita di m3 ciascuna. Allevamento 2, sito in via Tullie n. 10, è l'allevamento più vecchio, posto a sud della latteria. Prevede 3 ricoveri e ha una potenzialità effettiva è di suini da 30 a 160 kg, con modalità di gestione tutto pieno/tutto vuoto e periodo di vuoto sanitario di circa 2-3 settimane. Il sistema di stabulazione prevede pavimento pieno all'interno dei fabbricati, con corsie esterne di defecazione scoperte a pavimento pieno; queste venivano gestite fino a poco tempo fa con la tecnica del ricircolo (lavaggio con liquame chiarificato ossigenato); attualmente tale tecnica è stata abbandonata e il liquame viene allontanato per colo continuo. Periodicamente i box interni sono lavati con acqua in pressione (in estate i lavaggi sono frequenti, anche se non è chiara la periodicità) e questo determina una forte diluizione degli effluenti. Figura 5 Localizzazione degli allevamenti Bellintani e Trevisi ALLEGATO II 221

222 Figura 6 Localizzazione dell allevamento Caprari Figura 7 Localizzazione dell allevamento Freddi e dell Azienda Agricola Gentile Nuova ALLEGATO II 222

223 Figura 8 Localizzazione dell allevamento Truzzi Figura 9 Localizzazione degli allevamenti suinicoli confinanti con il Caseificio B ALLEGATO II 223

224 Tabella 17 Analisi chimiche e test BMP sui campioni fatti presso le aziende conferenti al Caseificio B Allevamento Tipologia Sistema di Sostanza Solidi volatili Effluente campionato Stabulazione Secca g/kg tq g/kg tq Caprari Bovini Caprari Bovini Torreggiani Gentile Nuova Torreggiani Gentile Nuova Bovini Trevisi Bovini Truzzi Truzzi Bellintani Bovini Bovini Bovini Bellintani Prati Bovini Bovini Prati Bovini Freddi Bovini Cuccette Freddi Bovini Lettiera rimozione frequente Az Tullie SUINI 4600 PPF Bovini Lettiera segatura Lettiera vacche rinnovo frequente lattazione con Lettiera segatura Corsiasegatura alimentazione rinnovo frequente vacche in lattazione Cuccette Liquame bovino vacche lattazione Lettiera rimozione Rimonta frequente Cuccette Vacche lattazione+ rimonta Cuccette Vacche lattazione Lettiera perm. Rimonta Cuccette Liquame bovino vacche lattazione Cuccette Asciutta e rimonta Cuccette Liquame bovino vacche lattazione Lettiera rimozione Rimonta frequente Liquame bovino vacche lattazione Rimonta Liquame suino ingrasso vecchio % SS Potenziale metanigeno 3 Nm CH4/tSV 187,17 154,54 82,57 77,00 61,27 79,57 75,34 61,87 82,12 186,50 119,74 64,20 99,94 80,99 81,04 85,19 228,53 67,33 185,84 79,04 81,32 87,81 71,63 81,57 93,97 72,41 77,06 62,75 48,68 77,58 192,25 151,98 79,05 70,36 53,16 75,55 206,63 170,80 82,66 17,66 12,81 72, ,2 224,9 153,1 233,6 189,9 178,9 Tabella 18 Analisi sui campioni fatti presso il Caseificio B Effluente campionato Siero Fanghi di depurazione Spazzolature ALLEGATO II ph 6,22 7,02 Sostanza Secca Solidi volatili g/kg g/kg tq tq 60,53 19,52 933,5 55,69 16,37 884,74 % SS 92,00 83,86 94,78 Potenziale NTK mg/kg tq metanigeno 3 Nm CH4/tSV ,6 725,9 224

225 Tabella 19 Matrici in ingresso all'impianto di biogas e relativo costo di conferimento/produzione (caseificio B) Caratteristiche generali Matrici Quantità Liquame bovini da latte - 4 km* Letame bovini da latte - 4 km* Liquame suini allevamento Tullie Liquame bovino da latte 6,5 km** Letame bovino da latte - 6,5 km** Totale [t/a] [t/giorno] 28,90 5,60 18,91 37,21 10,79 101,4 * Bellintani, Freddi, Gentile Nuova ** Caprari, Prati, Truzzi Costo di conferimento o Quantità di N da produzione gestire con digestato [/t] [t/a] 2,5 5,0 25,8 3,0 27,6 5,0 30,7 84,0 Tabella 20 Caratteristiche dei digestori e del biogas prodotto (caseificio B) Caratteristiche digestore e biogas prodotto Volume totale 3 [m ] Quantità biogas prodotto [m3/anno] Temperatura di funzionamento [ C] 38 Carico organico volumetrico Percentuale di CH4 Numero reattori 57% 2,0 3 [kg SV/m /gg] 2,5 Tempo di ritenzione [gg] Resa specifica biogas 32 0,43 Altezza reattori [m] 6 Diametro reattori [m] 20 3 [m /kg SV/gg] Tabella 21 Valori riferiti alla conversione energetica del biogas (caseificio B) Conversione energetica Carico reattore [gg/a] 365 Produzione lorda EE [kwh/a] ALLEGATO II Funzionamento cogeneratore [h/a] Autoconsumo EE ausiliari [kwh/a] Rendimento elettrico 36% Consumo EE digestore [kwh/a] Potenza elettrica installata Rendimento termico [kw] 295 Potenza termica minima vendibile [kw] % Produzione EE ceduta alla rete [kwh/a] Potenza termica recuperabile [kw] 402 Produzione ET venduta o valorizzata [kwh/a]

226 Figura 10 Grafico della potenza termica necessaria per l impianto di biogas e di quella disponibile per altri usi, Caseificio Latteria B, Tullia Potenza termica necessaria per il riscaldamento del digestore e quella disponibile per altri scopi C ] [ sn tu ra p em T ] W ic[k rm za ten o P Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Potenza necessaria per l'impianto Giugno Luglio Agosto Potenza disponibile per la vendita Settembre Ottobre Novembre Dicembre Temperatura esterna media Tabella 22 Caratteristiche del digestato e dimensioni dello stoccaggio (caseificio B) Caratteristiche del digestato, e stoccaggi aggiuntivi per effluenti dopo DA Volume digestato tal quale 3 [m /gg] 96,97 Sostanza secca solido separato [kg/m3] 250 ALLEGATO II Sostanza secca digestato tal quale Volume digestato chiarificato Sostanza secca digestato chiarificato [kg/m ] [m /gg] [kg/m ] Volume solido separato [m3/gg] 58,6 92,67 49,75 5, Volume vasca Dimensione platea aggiuntiva per digestato per solido separato Durata stoccaggio liquami (compreso franco) aggiuntiva [gg] [m3] [m2] , Durata stoccaggio letami [gg]

227 Tabella 23 Investimenti (caseificio B) Investimenti Vita utile [anni] ,43 6,9% ,24 185,09 4,0% 3,2% Spese tecniche (autorizzazioni, progettazione, direzione lavori) ,48 3,8% Totale ,71 Importo Opere civili Opere elettromeccaniche Cogeneratore Platea per solido separato Vasca stoccaggio digestato 30 giorni coperta Flottatore Imprevisti Costo specifico [/kwe] 1.221, ,08 915,31 44,66 Incidenza 20,8% 45,0% 15,6% 0,8% Tabella 24 Analisi finanziaria (caseificio B) Analisi finanziaria Ricavi annuali Vendita EE Vendita ET Totale Valore EE ceduta [/kwh] Durata incentivi [anni] Primi 20 anni Importo , , ,70 0,233 Incidenza 93,8% 6,2% Prezzo EE acquistata [/kwh] 0, Costi annuali Service cogeneratore Trasporto da/a aziende a 4 e 6,5 km Manutenzione odinaria impianto (opere elettromeccaniche) Operaio per carico biomasse Costi riconosciuti al gestore della rete elettrica Assicurazione Gestione ordinaria impianto Supporto biologico e analisi Spese generali Imprevisti Totale Importo , , , , , , , , , , ,65 Incidenza 24,7% 45,1% 10,9% 1,4% 0,5% 4,0% 5,1% 2,3% 4,9% 1,2% Manutenzione straordinaria Cogeneratore Impiantistica Totale Importo , , ,90 Annualità 8 8 Indici di analisi finanziaria Margine operativo lordo (MOL o EBITDA) = Ricavi - Costi Ammortamento semplice dell'investimento iniziale (in 20 anni) Saggio di sconto bancario Interessi sul capitale investito Margine Operativo Netto (MON o EBIT) = MOL - Ammortamento (Esclusa manutenzione straordinaria) Reddito Netto (RN) = MON-Interessi ALLEGATO II [/anno] , ,18 5,0% , , ,16 227

228 Tabella 25 Analisi del tempo di ritorno dell investimento e del flusso di cassa, senza finanziamento e con finanziamento del 10% in conto capitale (caseificio B) Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] 5,65 Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria 2,0% 6, ,41 Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 5,0% 8, ,41 138,3% 14,3% 83,7% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% 5,0% Analisi del tempo di ritorno e del flusso di cassa con finanziamento in ContoCapitale pari al 10% 5,09 Tempo di ritorno (Inv/MOL) [anni] Saggio di sconto per calcolo VAN Break even point [anni] Valore Attuale Netto (VAN) fino al termine dei CV (20 anni) - Compresa manutenzione straordinaria Indice di Redditivita' (IR=VAN/Inv) Tasso Interno di Rendimento (TIR) calcolato a 20 anni di vita utile, fino al termine degli incentivi 2,0% 5, ,77 164,8% 16,0% 5,0% 6, ,78 104,1% - Grafico del flusso di cassa attualizzato (VAN) al tasso inflattivo pari al 2% e al saggio bancario del 5% ) (k N A V Anni 2,0% ALLEGATO II 5,0% 228

229 Figura 11 Layout schematico dell impianto di biogas ipotizzato presso il Caseificio B ALLEGATO II 229

230 Caseificio C Azienda Cipriani Stalla 1: con stabulazione a cuccette groppa a groppa con paglia e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori meccanici. Sono presenti 220 capi in lattazione. I raschiatori funzionano 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato in canaletta di testa comune a tutte le stalle e poi inviato, mediante ricircolo, a vasca interrata (vasca 1) con funzione di pozzetto di sollevamento. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 0,9 kg/capo d. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura a un fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Stalla 2: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia e con corsie di alimentazione e di smistamento servite da raschiatori. Sono presenti 160 capi in lattazione. I raschiatori vengono fatti funzionare 2 volte al giorno. L'effluente asportato è convogliato direttamente a canaletta di testa comune a tutte le stalle. Il liquame viene quindi inviato mediante ricircolo a vasca interrata n 1 posta a servizio di separatore solido liquido a cilindri contrapposti. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 0,9 kg/capo d. Le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura acque bianche a fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Stalla 3: con stabulazione a cuccette groppa a groppa con paglia e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori. Sono presenti 100 capi da rimonta dall'età di 14 mesi fino al parto. I raschiatori vengono fatti funzionare 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato direttamente alla canaletta di testa comune a tutte le stalle. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 0,9 kg/capo d. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura acque bianche a fosso di scolo aziendale. Stalla 4: con stabulazione a lettiera permanente integrale per le vacche che devono partorire. Sono presenti circa 20 capi in fase pre e post parto. Il quantitativo di paglia utilizzato è pari a 2 kg/capo d. Stalla 5: con stabulazione a lettiera permanente integrale per 90 capi da rimonta dai 3 ai 10 mesi. La rimozione della lettiera viene fatta ogni 2 mesi. Il quantitativo di paglia utilizzato per questo comparto è pari a 0,9 kg/capo d. Stalla 6: posta nelle immediate vicinanze dal centro aziendale principale, ospita 72 capi da rimonta dai 10 ai 15 mesi di età. Il sistema di stabulazione presenta lettiera in pendenza su stocchi di mais. E' presente un raschiatore a palette e un elevatore per la rimozione e l'accumulo del letame in platea. Zona di mungitura: la sala di mungitura è del tipo a pettine con poste. La sala di attesa è a pendenza unica in resina epossidica e la pulizia viene effettuata con acqua in pressione. I reflui dell'attesa e della sala di mungitura sono inviate a vasca interrata dedicata e poi, mediante pompa, alla vasca 1. Le acque di lavaggio dell'impianto di mungitura e del serbatoio del latte sono separate e inviate a impianto di trattamento, prima di essere scaricate in acque superficiali. Stoccaggio e trattamento liquami: i reflui delle stalle 1, 2 e 3 sono inviati al pozzetto di sollevamento da cui, mediante pompa, inviati al separatore solido liquido e utilizzati per il ricircolo nella canaletta di testa. Il solido separato viene stoccato in platea, mentre la frazione liquida viene inviata a due vasche di stoccaggio da m3 ciascuna. Azienda Salati Stalle 1 e 2: con stabulazione a cuccette testa a testa e corsie di alimentazione e di smistamento servite pulite da raschiatori. Sono presenti circa 400 vacche in lattazione, 80 vacche in asciutta e ALLEGATO II 230

231 105 manze dai 18 mesi al parto (circa 30 mesi). I raschiatori funzionano 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato direttamente a un elevatore dotato di griglie, per la separazione della frazione liquida. Il letame viene accumulato in platea dedicata mentre la frazione liquida viene inviata mediante pompa dal pozzo nero 1 alla vasca interrata 2. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1,45 kg/capo d. Le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura acque bianche a fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Sono presenti due paddok esterni pavimentati da 500 m 2 totali, sempre aperti, che convogliano le acque meteoriche raccolte nella rete degli effluenti zootecnici. Stalla 3a: con stabulazione a lettiera permanente, ospita circa 30 capi in fase di parto. Il quantitativo di paglia utilizzato è pari a 3 kg/capo d. Stalla 3b: questa sezione prevede box singoli da esterno per 100 vitelli da 0 a 3 mesi e box multipli da esterno per 90 vitelli da 3 a 6 mesi. Il sistema di stabulazione è a lettiera permanente. Il quantitativo di paglia utilizzato per questo comparto è pari a 1,5 kg/capo d. Stalla 4: questa stalla dista circa 600 m dal centro principale e ospita 200 capi di rimonta da 8 a 18 mesi. Di questi, i 120 capi più grandi sono allevati a lettiera permanente integrale, con rimozione del letame ogni settimana in zona di alimentazione e ogni mese in zona di riposo. Gli altri 80 capi più giovani sono allevati con lettiera permanente solo in zona di riposo, mentre la corsia di alimentazione è pulita tramite raschiatore. Questo ultimo gruppo di animali ha poi a disposizione un paddock pavimentato di circa 500 m 2, scoperto, che contribuisce a diluire di parecchio i liquami di questo comparto nei periodi piovosi. Il proprietario esclude di poter utilmente avviare a DA gli effluenti di questo comparto. Zona di mungitura: la sala di mungitura è una giostra da 24 poste. La sala di attesa è a pendenza unica e la pulizia viene effettuata a secco, asportando manualmente le deiezioni solide e successivamente utilizzando acqua in pressione in quantità moderata. Il proprietario stima in 3 m 3/d il quantitativo di acque di lavaggio per l'impianto e i pavimenti; i reflui sono inviate al pozzo nero 1. Stoccaggio e trattamento liquami: i reflui delle stalla 1 e 2 sono inviati ad elevatore che provvede al loro accumulo nella concimaia; le frazioni liquide di sgrondo cadono per gravità nel pozzo nero sottostante; da qui una pompa invia il liquame alla vasca 1 che alimenta il separatore solido/liquido. Azienda Dall'Aglio Stalla 1: con stabulazione a cuccette groppa a groppa con paglia e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori, ospita 90 vacche in lattazione. Nella stessa stalla è anche presente una fila singola di cuccette che ospita 70 capi da rimonta dai 3 ai 10 mesi d'età; anche in questo caso si usa paglia e la corsia di alimentazione è dotata di raschiatore meccanico. I raschiatori vengono fatti funzionare 2 volte/d e l'effluente asportato è convogliato nella canaletta di testa comune a tutte le stalle. Il liquame viene quindi inviato, mediante ricircolo, alla vasca interrata 1 (pre-vasca). Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1,5 kg/capo d. L acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura a fosso di scolo aziendale. Stalla 2: con stabulazione a cuccette testa a testa su paglia e con corsie di alimentazione e di smistamento dotate di raschiatori. Sono presenti 150 vacche in lattazione. I raschiatori funzionano 2 volte/d. L'effluente asportato è convogliato alla canaletta di testa comune a tutte le stalle. Il quantitativo di paglia utilizzato è pari a 1,5 kg/capo d. Le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura acque bianche a fosso di scolo posto sul perimetro aziendale. Stalla 3: con stabulazione a cuccette groppa a groppa su paglia e corsie di alimentazione e di smistamento pulite da raschiatori. Sono presenti 90 vacche in lattazione. I raschiatori vengono fatti ALLEGATO II 231

232 funzionare 2 volte/d; l'effluente asportato è convogliato alla solita canaletta di testa comune a tutte le stalle. Il quantitativo di paglia utilizzato è pari a 1,5 kg/capo d. Tutte le acque meteoriche raccolte dai tetti sono inviate mediante fognatura a fosso di scolo aziendale. Stalla 4: a corpi separati con lettiera in pendenza, paddock pavimentato scoperto e zona di alimentazione contigua coperta. Sono presenti 100 capi totali, tra vacche in asciutta e manze dai 14 mesi fino al parto. Il paddock viene pulito all'occorrenza mediante trattore e ruspetta e il liquame è inviato a fossa interrata. La frazione solida viene poi asportata con pala e dumper e trasferita in concimaia. Il quantitativo di paglia attualmente utilizzato è pari a 1,5 kg/capo d. Stalla 5: con stabulazione a lettiera permanente in zona di riposo e raschiatore nella corsia di alimentazione. Sono presenti circa 100 capi in fase di parto, asciutta e rimonta dai 10 ai 14 mesi. Il quantitativo di paglia utilizzato è pari a 2 kg/capo d. La rimozione della lettiera viene fatta ogni 2 mesi. Zona di mungitura: la sala di mungitura è del tipo a spina con poste. L'area di attesa è a pendenza unica in resina epossidica e la pulizia viene effettuata con acqua in pressione. I reflui dell'attesa e della mungitura sono inviate alla vasca interrata 1. Figura 12 Localizzazione degli allevamenti Cipriani, Salati e Dall Aglio (Caseificio C) ALLEGATO II 232