Il biogas negli allevamenti zootecnici

Il biogas negli allevamenti zootecnici SEMINARIO Sostenibilità economica ed ambientale del biogas negli allevamenti Nicola Labartino CRPA SpA Martedì 10 giugno 2014 Agriturismo del Papa Pozza di Maranello Modena Area loghi Data e luogo dell evento Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

Schema della digestione anaerobica

La digestione anaerobica e la digestione del bovino

DIGESTIONE ANAEROBICA TECNOLOGIA DI CONVERSIONE ENERGETICA MOLTO VERSATILE Trasforma scarti o altre matrici organiche in BIOGAS; utilizza quello che altre tecnologie di conversione energetica non possono utilizzare: MATRICI VEGETALI E/O ANIMALI MATERIE PRIME, SOTTOPRODOTTI, RIFIUTI con ST e SV molto diversi (dal 2% al 100%)

Composizione delle matrici per biogas Acqua (10-98% tq) ATTENZIONE però alla corretta valutazione del contenuto energetico lordo che può variare da 60 kwh/t tq (liquame suino) a 12.000 kwh/t tq (grasso animale) Ceneri + (2-50% ST) Solidi totali (2-90% tq) Indegradabile (10-70% SV) Solidi volatili (50-98% ST) Degradabile (30-90% SV)

EFFLUENTI ZOOTECNICI LIQUAME Effluente d allevamento NON PALABILE costituito da FECI, URINE, RESIDUI ALIMENTARI e di lettiera, ACQUA di bevanda, ACQUA di veicolazione delle deiezioni e ACQUA di lavaggio. Materiale di consistenza liquida, fluida o densa, con contenuto di ST inferiore al 20% sul tal quale, pompabile fino al 16% di ST. LETAME Effluente d allevamento PALABILE costituito da feci, urine, residui alimentari, materiali da lettiera e acqua di bevanda. Materiale di consistenza molto densa, semisolida o solida, con contenuto di ST pari o superiore al 20% sul tal quale, non pompabile

Rese in biogas in condizioni ottimali Dal liquame prodotto da un suino da ingrasso del peso vivo medio di 85 kg Si possono ottenere 0,100 m3 di biogas al giorno Dal liquame prodotto da una vacca da latte del peso vivo medio di 500 kg Si possono ottenere 0,750 m3 di biogas al giorno

Biomasse e scarti organici avviabili a DA e loro resa in Biogas (m3 per ton di solidi volatili)

GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI: SUINI FATTORI CHE INFLUENZANO QUANTITA E QUALITA DELLE DEIEZIONI in ingresso alla linea BIOGAS età degli animali, età del liquame alimentazione modalità di stabulazione e di gestione delle deiezioni 4000 1600 Peso vivo mediamente presente [t] Escrezione (kg/tpv/a) 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1400 1200 1000 800 600 0 20 40 60 80 100 120 140 Peso vivo [kg] 160 180 1/12 31/12 31/1 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 31/8 1/10 31/10 1/12 31/12

EFFLUENTI SUINI CARATTERISTICHE INDICATIVE LIQUAMI SUINI (1) Valore medio Intervallo Sostanza secca - ST (%) 4,4 2,8-6,0 Sostanza organica - SV (%) 70 63-77 Azoto totale - NTK (% ST) 8,0 6,3-9,7 (2) Quantità Soluzione stabulativa A. (m3/anno * t p.v.) 37-44 Pavimento totalmente o parzialmente fessurato 55-73 Rimozione con acqua (pavimento pieno, gabbie, ecc.) CARATTERISTICHE DI PRODUZIONE 3 B. (m /anno * t p.v.) PRODUZIONE DI BIOGAS (m3/kg SV in ingresso) 0,45-0,55 (di cui il 60-65% metano) Valori indicativi riferiti a effluenti zootecnici "freschi" (fonte: banca dati CRPA). (1) Per maggiori dettagli si rimanda alla Tabella 1 dell'allegato 1 del Dlgs 07/04/06 del Ministero delle Politiche Agricole e Forestali (2)

LIQUAME SUINO FRESCO E NON 2 Rese energetiche Test DA in continuo. HRT: 26 gg 38 C (Dati CRPA pubblicati) Resa in biogas CH4 nel biogas Resa in CH4 [Nm3/t SV] [%] [Nm3/t SV] Liquame da tracimazione 392 68,5 269 Liquame da vacuum system 557 67,2 375 Resa in biogas: +42%

EFFLUENTI BOVINI CARATTERISTICHE INDICATIVE LIQUAMI BOVINI (1) Valore medio Intervallo Sostanza secca - ST (%) 8,2 5,7-10,7 Sostanza organica - SV (%) 73 64-82 Azoto totale - NTK (% ST) 4,7 2,8-6,6 Quantità Soluzione stabulativa 20-30 Stabulazione libera su fessurato, cuccette senza uso di paglia 9-16 Stabulazione libera a cuccette con uso di paglia, stabulazione su lettiera CARATTERISTICHE DI PRODUZIONE (2) 3 A. (m /anno * t p.v.) B. (m3/anno * t p.v.) PRODUZIONE DI BIOGAS (m3/kg SV in ingresso) 0,30-0,45 (di cui il 55-60% metano) Valori indicativi riferiti a effluenti zootecnici "freschi" (fonte: banca dati CRPA). (1) Per maggiori dettagli si rimanda alla Tabella 1 dell'allegato 1 del Dlgs 07/04/06 del Ministero delle Politiche Agricole e Forestali (2)

Esempio di rese di effluenti bovini

Esempi di rese di effluenti avicoli e suini

Tariffe incentivanti base dal 2013

Azienda ANTONIO, allevamento bovini da latte, Molinella Impianto inserito in un allevamento bovino con circa 200 vacche in lattazione, più quelle necessarie alla rimonta Nome azienda: Azienda Agricola Antonio s.s. Stato impianto: Operativo dal 2009 Localizzazione: Località Marmorta - Molinella (BO), via Zanolini 1 Fornitore tecnologia biogas: B.T.S. Italia s.r.l. Fornitore tecnologia cogenerazione: AB Energy Substrati: insilato di mais, letame e liquame bovino Temperatura di processo: regime di mesofilia con processo a circa 40 C Volumi digestori: due digestori primari da 1900 m 3, 1 postdigestore da 4700 m 3,un lagone coperto Gruppo di cogenerazione: un motore Jenbacher modello JGS 320 Potenza elettrica installata: 995 kwel installati Produzione energia elettrica (kwh/a): 8.000.000 kwh/a Produzione biogas giornaliera: 11000 m³ giornalieri (450 m ³/h al 59% di metano, 100 ppm H 2S)

Azienda ANTONIO, potenza elettrica giornaliera prodotta e ripartizione del carico tal quale La potenza elettrica media installata è stata di 972 kw

Azienda ANTONIO, analisi delle matrici caricate

Azienda Colombaro2, allevamento suini, Colombaro Nome e tipologia azienda: Azienda Agricola Colombaro 2, azienda con allevamento suinicolo da ingrasso Stato impianto: Operativo dal 2011 Localizzazione: Località Colombaro Formigine (MO), via viazza di sotto 11 Fornitore tecnologia biogas: Rota Guido Fornitore tecnologia cogenerazione: AB Energy Substrati: liquame suino addensato, frazione solida da vaglio, insilato di mai s, farina di mais di scarto Temperatura di processo: mesofilia con processo a circa 40 C Volumi digestori: due digestori da 2700 m3 Gruppo di cogenerazione: motore Jenbacher Potenza elettrica installata: 625 kwel installati Produzione energia elettrica (kwh/a): 4.500.000 kwh/a

Azienda Colombaro2, potenza elettrica giornaliera prodotta e ripartizione del carico tal quale La potenza elettrica media installata è stata di 598,4 kw (95,7% della potenza installata)

Azienda Colombaro2, analisi delle matrici caricate

Confronto tra gli indici di produzione

Inoltre... L'azienda Colombaro2, ha sfruttato il calore di cogenerazione per riscaldare le sale di accrescimento dei suini, mantenendo una condizione di benessere per gli animali e risparmiando circa 30.000 di gasolio per il riscaldamento delle stesse.

Conclusioni DEIEZIONI ZOOTECNICHE e BIOGAS PRODUZIONE REGOLARE e ABBONDANTE!!! ELEVATA IDONEITA ALLA DIGESTIONE ANAEROBICA, anche se legata alla specie considerata (e alla soluzione stabul., età, ecc.) SUBSTRATO COMPLETO CON BUONA DOTAZIONE di SOSTANZA ORGANICA, BUON POTERE TAMPONE RESE NON ELEVATE, MA REGOLARI SOTTOPRODOTTI DISPONIBILI A COSTO NULLO

Conclusioni DEIEZIONI ZOOTECNICHE e BIOGAS Gli impianti a biogas ben si inseriscono nelle aziende agricole con allevamento, apportando: Un salutare e costante flusso di cassa per fronteggiare le fluttuazioni del prezzo dei prodotti Un valore aggiunto dal punto di vista ambientale grazie alla produzione di energia da fonti rinnovabili e all'abbattimento delle emissioni in atmosfera (metano, NH3, odori dalle lagune)

Grazie per l'attenzione www.crpa.it n.labartino@crpa.it Pozza di Maranello, 10 giugno 2014