In Italia si calcola una produzione

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1 Energia rinnovabile I IL CRPA AGGIORNA AL 2010 I DATI DEL SETTORE RACCOLTI NEL 2007 L agricoltore crede nel biogas e i numeri lo confermano Negli ultimi tre anni il settore del biogas si è diffuso soprattutto nelle regioni della Pianura Padana ed è cresciuto, passando da 154 a 273 impianti funzionanti per un totale di 140 MWe installati di Claudio Fabbri, Mariangela Soldano, Sergio Piccinini In Italia si calcola una produzione di biogas nel 2008 di 410 ktep (vedi riquadro) (circa 4,7 TWh), dei quali circa il 79% è ottenuto dal recupero di biogas dalle discariche per rifiuti urbani. La produzione di energia elettrica da biogas nel 2008 in Italia è stata stimata di GWh di cui 309 da impianti in cogenerazione (Eurobserv er, 2009). Dalla precedente pubblicazione sul Supplemento Energia Rinnovabile allegato al n. 3/2008 de L Informatore Agrario dei risultati del censimento degli impianti di biogas in Italia effettuato dal Crpa, la situazione si è evoluta in termini di numero di impianti e anche di tipologia e dimensione, con un maggiore interesse verso la codigestione di biomasse di varia origine. Questo ha portato a un aumento di impianti che trattano colture energetiche, sottoprodotti dell agroindustria e Forsu (frazione organica da rifiuti solidi urbani, il cosiddetto umido domestico), con conseguente aumento della dimensione delle strutture e delle meccanizzazioni installate, come sistemi di pre-trattamento (pastorizzatori, trituratori, estrusori, ecc.) e/o separatori del digestato, e della potenza elettrica installata. Il censimento 2010 Alla data di marzo 2010 si è provveduto all aggiornamento e all elaborazione di tutti i nuovi dati raccolti ed è stata effettuata una prima classificazione degli impianti censiti in base al settore industriale. Il quadro complessivo che emerge dalla tabella 1 è il seguente: sono stati individuati 319 impianti di biogas di cui 273 operano con effluenti zootecnici, colture energetiche e sottoprodotti-residui agroindustriali (impianti agro-zootecnici). Settori interessati dalla produzione di biogas Nell ambito agro-zootecnico il numero degli impianti è aumentato di 119 uni- Unità di misura ktep: tep sta per tonnellate equivalenti di petrolio e rappresenta la quantità di energia rilasciata dalla combustione di una tonnellata di petrolio grezzo; la k davanti è un fattore moltiplicativo per (1 ktep = tep). Wh: è l energia fornita dalla potenza di 1 watt per un periodo di 1 ora kwh: Wh MWh: kwh GWh: MWh TWh: GWh tà pari al 77% rispetto al dato del 2007 (tabella 1). Altri 14 impianti (tutti operativi) trattano la frazione organica dei rifiuti solidi urbani (Forsu) a volte in codigestione con fanghi di depurazione. Durante l indagine è stato individuato anche un numero significativo di impianti, pari a 32, che trattano esclusivamente reflui provenienti dall agroindustria, localizzati soprattutto nelle aeree a più elevata vocazione di lavorazione dei prodotti agricoli, come ad esempio in Veneto, dove ci sono 10 impianti, e in Emilia-Romagna, dove ce ne sono 7. Nel grafico 1 è illustrato l andamento del numero di impianti di biogas alimentati con effluenti zootecnici, sotto-

2 Energia rinnovabile TABELLA 1 - di biogas per settore di attività rilevati dal censimento Crpa del 2010 Settore operativi in costruzione Quest anno il settore agro-zootecnico si arricchirà di ben 74 nuovi impianti di biogas; circa 200 sono già operativi. Agro-zootecnico ( 1 ) ( 4 ) Forsu + fanghi di depurazione ( 2 ) Reflui dell agroindustria ( 3 ) 30 2 ( 5 ) ( 1 ) alimentati con effluenti zootecnici e/o sottoprodotti agroindustriali e/o colture energetiche. ( 2 ) alimentati con Forsu e, a volte, fanghi di depurazione. Forsu = frazione organica dei rifiuti solidi urbani. ( 3 ) alimentati con acque reflue di processo e di lavaggio di stabilimenti agroindustriali (distillerie, produzione di succhi di frutta, birrerie, ecc.). ( 4 ) Due impianti prevedono nella miscela in alimentazione anche Forsu. ( 5 ) I due impianti trattano anche sottoprodotti animali. operativi Ante operativi Anni in costruzione GRAFICO 1 - Andamento del numero di impianti di biogas operativi nel settore agro-zootecnico Il trend non lineare di crescita è dovuto principalmente all applicazione degli incentivi dal 2008 in poi prodotti agroindustriali, colture energetiche entrati in operatività negli ultimi 10 anni: è evidente il trend non lineare di crescita, dovuto principalmente all applicazione delle ultime novità in materia di incentivazione economica. È particolarmente importante il dato stimato per il 2010, ottenuto sommando agli impianti operativi il numero degli impianti in costruzione. Rispetto all anno 2007 (tabella 2) il numero degli impianti operativi è cresciuto del 73% passando da 115 a 199, mentre la potenza elettrica installata come somma fra impianti operativi e in costruzione è passata da 49 a 140 MWe, con una crescita del 186%. La potenza TABELLA 2 - Confronto tra numero d impianti di biogas nel settore agro-zootecnico nel 2007 e nel /2007 Operativi Numero MWe installati n.d. 89 n.d. In costruzione Numero 39 ( 1 ) MWe installati n.d. 51 n.d. Numero MWe installati ( 2 ) 186 ( 1 ) Il dato comprende anche gli impianti che al 2007 erano in autorizzazione. ( 2 ) Il valore non comprende la potenza elettrica installata di 34 impianti di cui non è disponibile il dato. La potenza elettrica installata, considerando sia gli impianti operativi sia quelli in costruzione, è passata da 49 a 140 MWe, con una crescita positiva del 186%. elettrica indicata non comprende il valore di 32 impianti di cui non è disponibile il dato. Da notare che gli impianti in costruzione rappresentano circa il 36% della potenza installata: la maggior parte di questi ha una potenza elettrica elevata, spesso pari o superiore a 1 MWe e prevede l utilizzazione di quantità significative di colture dedicate. La potenza elettrica media degli impianti operativi al 2010 è pari a 450 kw circa; la potenza elettrica media degli impianti in costruzione e che entreranno in operatività presumibilmente entro la fine del 2010 è di 690 kw. Relativamente agli impianti di digestione anaerobica per la stabilizzazione dei fanghi di depurazione civile e industriale (realizzati per lo più all interno di grossi impianti urbani di depurazione delle acque reflue civili e industriali), sulla base di un precedente censimento (Gerli A., Merzagora W., 2000) si stimano più di 120 impianti. Notevole pure il recupero dalle discariche per rifiuti urbani che, grazie a circa 232 impianti operativi e circa 306 MW installati (dati Aper al settembre 2009), rappresenta, per ora, la principale fonte di biogas da biomasse. Distribuzione degli impianti sul territorio nazionale In tabella 3 è possibile vedere la distribuzione degli impianti di biogas sul territorio nazionale. Risulta evidente una maggiore densità nell area della Pianura Padana, nella quale, peraltro, è presente anche la maggior parte delle produzioni zootecniche del nostro Paese. La regione leader nello sviluppo del settore è la Lombardia con 150 impianti (102 dei quali dal settore agro-zootecnico), come conseguenza anche di una forte politica di incentivazione economica con bandi specifici di finanziamento. Come emerso anche nella precedente indagine, gli incrementi maggiori come numero di impianti agro-zootecnici (tabella 4) si sono registrati in Lombardia (54 impianti), seguiti da Piemonte (29 impianti), Veneto (16 impianti) ed Emilia-Romagna (6 impianti). Il numero di impianti nelle altre regioni del Nord e Centro-sud Italia rimane sempre più contenuto, seppur in discreto aumento rispetto al dato del 2007 (+14 impianti). In termini relativi, invece, la regione a più elevato incremento è stata il Piemonte con +483%, seguito da Lombardia e Veneto rispettivamente con +112 e +94%. Considerando, complessivamente, i settori agro-zootecnici, Forsu e reflui agroindustriali (319 impianti) la potenza elettrica installata è superiore a 160 MW, di cui 140 MW (87,5%) dal setto- Sebe: un progetto per il biogas Progetto Central Europe sull uso responsabile delle risorse naturali per salvaguardare l ambiente. Un nuovo progetto di Crpa e Environment Park di Torino con altri 12 partner europei sullo sviluppo del biogas, nel quale verranno condotte attività di monitoraggio della diffusione ed efficienza del settore e di divulgazione 64 L Informatore Agrario 30/2010

3 TABELLA 3 - Ripartizione degli impianti nelle diverse regioni e per settore Regione Effluenti zootecnici + sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche Forsu + fanghi di depurazione Reflui dell agroindustria Fanghi di depurazione civile ( 1 ) Biogas da discarica rifiuti urbani ( 2 ) Abruzzo Basilicata Calabria Campania Emilia-Romagna Friuli Venezia Giulia Lazio Liguria Lombardia Marche Molise 2 2 Piemonte Puglia Sardegna Sicilia Toscana Trentino-Alto Adige Umbria Valle d Aosta 1 1 Veneto ( 1 ) Fonte: Gerli A., Merzagora W. (2000). ( 2 ) Fonte: Aper, «Lo studio sulla diffusione degli impianti a bioenergie in Italia» (2009). Con 150 impianti di biogas, 102 dei quali nel settore agro-zootecnico, la regione leader nello sviluppo del settore è la Lombardia, grazie anche alle possibilità di finanziare gli investimenti contenute nel Piano di sviluppo rurale. TABELLA 4 - del numero di impianti agro-zootecnici per regione rispetto al 2007 Regione 2010/ 2007 Lombardia 48 31, ,4 112,5 Emilia-Romagna 30 19, ,2 20,0 Piemonte 6 3, ,8 483,3 Veneto ,1 94,0 Altre regioni 53 34, ,5 26, ,3 In Piemonte dal 2007 al 2010 gli impianti di biogas hanno avuto un incremento eccezionale (+483%) passando da 6 a 35. TABELLA 5 - Numero di impianti di biogas agro-zootecnici per tipologia di substrato trattato Tipologia di substrato trattato 2010/ 2007 Solo effluenti zootecnici 87 56, ,3 4,5 Effluenti zootecnici (*) 58 37, ,9 139,0 Colture energetiche 9 5,8 21 7,7 133,0 Dato non disponibile ,0 (*) Anche sottoprodotti agroindustriali e colture energetiche. Negli ultimi tre anni sono cresciuti in numero, da 58 a 139 (+139%) gli impianti che codigeriscono effluenti, sottoprodotti agroindustriali e colture dedicate. re agro-zootecnico. Il dato è parziale in quanto mancano informazioni su circa 40 impianti. Gli impianti di biogas nel settore agro-zootecnico di energia elettrica) e quindi operativi a breve e comunque entro l anno Tipi di digestori. In merito alla tipologia di digestore (tabella 7) viene confermata, anche in questo censimento, una maggioranza di impianti Cstr (Completely stirred tank reactor), ovvero digestori con vasche completamente miscelate e coibentate, pari a 155. Questa tecnologia è presente soprattutto negli impianti docazione produttiva di colture industriali o cerealicole: gli incrementi maggiori si sono avuti per gli impianti in codigestione di effluenti, sottoprodotti agroindustriali e colture dedicate (+139%), mentre gli impianti a sole colture dedicate sono aumentati di molto in termini relativi (+133%) ma non altrettanto in termini assoluti (da 9 impianti nel 2007 a 21 nel 2010). Parte degli impianti censiti nella pre- 51% 8% 33% 8% Effluenti zootecnici + sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche Solo effluenti zootecnici Dato non disponibile Colture energetiche e/o sottoprodotti agroindustriali GRAFICO 2 - Materia prima usata dagli impianti nel settore agro-zootecnico (2010) Il 33% del totale degli impianti utilizza per la digestione anaerobica solo effluenti zootecnici. Di seguito viene riportata un elaborazione aggregata dei dati rilevati per i 273 impianti di biogas che operano nel settore agro-zootecnico. Materia prima. In tabella 5 e nel grafico 2 è riportata la ripartizione degli impianti di biogas censiti per tipologia di substrato trattato. Il 33% circa, pari a 91 impianti, utilizza solo effluenti zootecnici mentre il 51%, ovvero 139 impianti, codigerisce gli effluenti zootecnici con colture energetiche e sottoprodotti agroindustriali. Questo dato è decisamente in aumento rispetto a quello rilevato nel 2007, soprattutto nelle aree agricole a elevata vocedente indagine, che utilizzavano solo liquami zootecnici, hanno incrementato la potenza elettrica utilizzando colture dedicate e/o sottoprodotti agro-industriali o di altra origine. Età impianti. In tabella 6 è riportata l età di operatività degli impianti di biogas: poco più della metà, il 54%, sono entrati in funzione negli ultimi 5 anni. In questo numero sono compresi anche alcuni impianti che al momento sono in fase di start-up (codigestione anaerobica appena avviata per cui non c è ancora produzione 30/2010 L Informatore Agrario 65

4 Energia rinnovabile Nel 2010 nella maggior parte degli impianti censiti la potenza elettrica installata (tabella A) è compresa tra kwe (36,6%), seguono gli impianti nell intervallo fra 101 e 500 kwe (22,3%). A differenza dell anno 2007 è evidente un significativo spostamento delle potenze elettriche installate nella classe kwe, passati da 19 impianti ai 100 del 2010 (+426%). Gli impianti di taglia intermedia ( kw), invece, sono aumentati da 28 a 61 (+118%). Al di sotto dei 100 kw, invece, ovvero nel settore degli impianti alimentati prevalentemente con effluenti zootecnici, il mercato non ha mostrato segnali di interesse significativi (da 44 a 49 impianti, +11,4%). Ciò a rimarcare le dinamiche di un mercato che nel momento di forte espansione predilige la realizzazione e, conseguentemente, l incentivazione anche a livello commerciale degli impianti a più elevato investimento e remuneratività, coinvolgendo soprattutto le aziende di grandi dimensioni. Ciò nonostante il mercato si sta rapidamente adeguando anche alle richieste di tante piccole aziende zootecniche che, non avendo terreni sufficienti o la possibilità per produrre colture TABELLA A - Numero di impianti agro-zootecnici per potenza elettrica installata Potenza elettrica installata (kwe) Dal 2007 al 2010 sono aumentati in numero (da 19 a 100) gli impianti con potenza elettrica installata tra 501 e kwe; gli impianti di taglia intermedia ( kw), invece, sono aumentati da 28 a 61. CHIAVE DI VOLTA PER LA REDDITIVITÀ La taglia dell impianto 2010/2007 < , ,9 11, , ,3 117, , ,6 426,3 > ,1 19 7,0 35,7 Biogas in caldaia 8 5,2 10 3,7 25,0 Dato non disponibile 41 26, ,5 17,1 TABELLA B - Classificazione per categoria di potenza elettrica installata (kwe) e dimensione media dei digestori (m 3 ) degli impianti di biogas agro-zootecnici Classe di potenza elettrica (kwe) Volume medio del digestore per classe di potenza elettrica (m 3 ) Potenza elettrica media per classe (kw) Rapporto tra volume/potenza elettrica per classe (m 3 /kwe) < , , , ,6 > ,7 Gli impianti di potenza tra 501 e kwe sono cresciuti del 426% tra il 2007 e il 2010 dedicate da insilare, possono investire nel settore solamente utilizzando i propri effluenti zootecnici. Si pensi a tale riguardo al divieto previsto dal Disciplinare del Consorzio Parmigiano- Reggiano di detenere e utilizzare insilati di qualunque genere in azienda. In queste realtà sono molte le iniziative imprenditoriali che stanno portando avanti progetti per la realizzazione di impianti interaziendali. Per circa 157 impianti è stato possibile analizzare anche il rapporto fra il volume dei digestori presenti e la potenza elettrica installata (tabella B e grafico A). Tale rapporto, espresso come m 3 /kwe, varia fra 6,7 e 39,5: i valori minori sono riconducibili ai grandi impianti funzionanti a sole colture energetiche e i maggiori agli impianti a effluenti zootecnici. Ciò in ragione del fatto che, a parità di potenza elettrica da produrre, le quantità da immettere nei digestori con prodotti a bassa concentrazione di sostanza organica e molto umidi, quali gli effluenti zootecnici, devono essere più elevate. Negli impianti a colture dedicate, al contrario, l elevata densità energetica della biomassa consente di produrre molto più biogas per metro cubo di digestore. In termini operativi, però, impianti con un rapporto molto basso, seppur correttamente dimensionati per funzionare con colture dedicate, hanno una flessibilità gestionale scarsa: difficilmente possono sostituire le colture dedicate che utilizzano con sottoprodotti agroindustriali a basso contenuto energetico producendo la stessa quantità di biogas necessaria per il funzionamento del cogeneratore e senza perdere di efficienza nella conversione della coltura dedicata. Ciò in ragione del fatto che, sostituendo un prodotto altamente energetico con uno a basso contenuto energetico, i tempi di ritenzione idraulici si riducono. Volume digestore per kwe installato (m 3 /kwe) con effluenti zootecnici ea e/o sottoprodotti agroindustriali alimentati con colture dedicate + effluenti e/o sottoprodotti < > Classi di potenza elettrica installata (kwe) GRAFICO A - Ripartizione percentuale degli impianti agro-zootecnici per potenza elettrica installata A parità di energia elettrica prodotta, il digestore anaerobico alimentato a effluenti zootecnici va caricato con una quantità maggiore di prodotto rispetto a quella di colture dedicate. 66 L Informatore Agrario 30/2010

5 TABELLA 6 - Età degli impianti di biogas a liquami zootecnici, sottoprodotti agroindustriali e colture dedicate Età impianti operativi (anni) Gli impianti di biogas in Italia sono abbastanza giovani, il 54% di essi è entrato in funzione negli ultimi 5 anni. ve il substrato da digerire ha un contenuto di sostanza secca al carico inferiore al 20%. Il reattore a flusso orizzontale a pistone (Pfr, Plug flow reactor) risulta impiegato in 63 impianti (il 23% del totale). Inoltre, non riportato in tabella perché non agro-zootecnico, c è un impianto, avviato di recente e alimentato con Forsu, che prevede il processo a secco con biocelle anaerobiche. Applicazioni pratiche Incidenza sul totale > di < Dato non disponibile 15 8 operativi In costruzione A seguito dell approvazione in via definitiva degli incentivi alla produzione di energia elettrica da fonte rinnovabile, il settore della digestione anaerobica ha visto, nel corso del 2009 e soprattutto nell anno in corso, una forte accelerazione. Il numero degli impianti è cresciuto, rispetto all ultima indagine del Crpa del 2007, del 77% passando da 154 impianti a 273, di cui il 27% in costruzione. Lo sviluppo non è stato omogeneo, ma ha visto protagoniste soprattutto alcune regioni (Lombardia, Piemonte e Veneto). Al pari, la potenza elettrica installata è passata da circa 50 a più di 140 MWe. Lo sviluppo è stato fortemente indirizzato verso i grandi impianti, pari ad almeno 1 MWe. In questo contesto, comunque, è sempre fondamentale per l imprenditore avere la consapevolezza che deve esserci un corretto equilibrio fra le biomasse disponibili in azienda o nelle immediate vicinanze e utilizzabili nell impianto e il terreno necessario alla gestione agronomica del digestato prodotto. Allo stato attuale, la realizzazione degli impianti vede fortemente coinvolte tecnologie di ditte straniere, in particolare quelle tedesche e austriache. Ciò nonostante, diverse ditte italiane stanno investendo nello sviluppo di proprie tecnologie, sia per piccoli sia per grandi impianti. Nel campo delle produzioni agro-zootecniche la produzione di energia elettrica rinnovabile rappresenta una gran- Gli impianti censiti e le ditte costruttrici Al seguente indirizzo: toreagrario.it/rdlia/10ia30_5237_web è consultabile l elenco degli impianti censiti, suddivisi per regione e completi di comune e provincia in cui si trovano, matrice organica utilizzata, volume totale dei digestori e potenza elettrica installata, nonché l elenco delle ditte operative in Italia che costruiscono impianti di biogas. TABELLA 7 - agrozootecnici per tipologia di reattore Tipo di reattore Lo sviluppo del settore degli ultimi 2 anni ha visto prevalere la costruzione di reattori Cstr (57% del totale). de opportunità imprenditoriale, anche per la possibilità di gestire tutto il valore aggiunto della filiera produttiva grazie alla certezza della vendita integrale della produzione e la presenza di un unico acquirente obbligato ad acquistare a un prezzo garantito per un periodo di tempo prefissato e, generalmente, molto più lungo dei tempi di ritorno dell investimento. E di questa situazione favorevole, gli agricoltori sembrano essersene accorti. Claudio Fabbri Mariangela Soldano Sergio Piccinini Centro ricerche produzioni animali (Crpa) Reggio Emilia c.fabbri@crpa.it Per consultare la bibliografia e gli approfondimenti: 10ia30_5237_web 2010/ 2007 Vasca a pareti verticali (Cstr) 77 50, ,8 101,0 Lagone coperto 3 1,9 3 1,1 0,0 Reattori a flusso orizzontale 40 26, ,1 58,0 a pistone (Pfr) Dato non disponibile 34 22, ,0 53,0 30/2010 L Informatore Agrario 67

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