Biogas

Anno XXVIII - 12 - Dicembre 2005 - Spedizione in abb. post. 45% art. 2 comma 20/b, legge 662/96, CMP Ufficio di Bologna.
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Centro

Agricola
Provincia
di Bologna

Divulgazione
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energia
Soluzioni possibili
dal biogas
per l’azienda zootecnica

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3

Prove di fattibilità
EDITORIALE L
o sfruttamento del biogas prodotto dalla
fermentazione di materiale organico per
ottenere calore o energia elettrica non è
una novità: risalgono, infatti, a più di vent’anni
fa i primi impianti per la trasformazione di
liquami zootecnici realizzati in Italia.
Solo di recente, però, sulla spinta delle norme
relative al Protocollo di Kyoto, della riforma
della politica ambientale dell’Unione Europea e
delle conseguenti delibere Cipe a livello
nazionale, è stata messa a punto una tecnologia
semplificata e quindi più economica.
Sotto il profilo ecologico, infatti, l’utilizzazione di biogas non solo consente
di ridurre l’emissione di gas serra ma può rappresentare anche una fonte
importante di “energia verde”, migliorando al contempo l’impiego dei
liquami ai fini della fertilizzazione.
A fronte di questi indiscutibili benefici si delineano per contro alcuni
elementi di criticità, legati innanzitutto alle procedure di autorizzazione per
l’allestimento degli impianti e per l’allacciamento alla rete elettrica
nazionale, che devono essere ovviati.
La Regione Emilia-Romagna, sulla base delle proprie competenze, sta
investendo nel settore attraverso il cofinanziamento di impianti pilota
dislocati sull’intero territorio regionale, che saranno oggetto di studio e
sperimentazione per verificarne la fattibilità su larga scala.
La presente pubblicazione, che accoglie i risultati delle indagini condotte dal
Centro Ricerche Produzioni Animali di Reggio Emilia e delle esperienze in
atto in Italia e all’estero, vuole essere un contributo all’auspicabile sviluppo
di filiere agro-energetiche sull’esempio di altri paesi europei, primo fra tutti
la Germania, paese in cui il biogas ottenuto in allevamenti zootecnici riesce
a coprire già l’1% della produzione energetica totale.

Tiberio Rabboni
Assessore Agricoltura
Regione Emilia-Romagna


SOMMARIO
ISSN 1826-1280 Buone prospettive
6 ma ad alcune
condizioni
ANNO XXVIII - N.12 - DICEMBRE 2005

Redazione e amministrazione
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14 delle parole chiave
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16 di digestione
La complessa
Stampa applicazione della legge
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Un viaggio
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38 nella realtà europea
Visite in Germania
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roma@opsai.com 60 Rubriche
Responsabile pubblicità e marketing 62 Abstract
Claudio Pietraforte

Foto di copertina:


Testi a cura di:

Sergio Piccinini
Giuseppe Bonazzi
Daniela Sassi
Mariangela Soldano
Fabio Verzellesi
Centro Ricerche Produzioni Animali
Settore Ambiente

I dati e le valutazioni riportate nella
presente pubblicazione sono il risultato di
diversi progetti di ricerca e sperimentazione
condotti dal Crpa sin dai primi anni
Ottanta e finanziati
dalla Regione Emilia-Romagna,
dall’Enea, dall’Enel,
dal Cnr (Progetto Reflui zootecnici)
e dalla Commissione Europea.


7

BUONE
PROSPETTIVE
MA AD ALCUNE
CONDIZIONI
I vantaggi derivanti dallo sfruttamento
del biogas sono molteplici - recupero di
energia rinnovabile, controllo di emissioni
maleodoranti, stabilizzazione delle biomasse
- e la proposta interessa prima di tutti
gli allevatori. Occorrono, però,
agevolazioni normative, incentivi
e azioni tecniche di sostegno.

U n censimento effettuato
dall’Enea (Ente per le Nuove Tecnologie, l’Ener-
gia e l’Ambiente) nel 1983 rilevava che gli impian-
ti di digestione anaerobica costruiti in Italia per il
trattamento di effluenti zootecnici, a quella data,
erano circa 60. Da allora il quadro è sostanzial-
mente mutato, soprattutto perché molti degli im-
pianti allora costruiti sono stati disattivati. Le cau-
se di ciò sono da ricercarsi nella reali motivazioni
che avevano portato alla realizzazione dei primi
impianti: il risparmio energetico in realtà era stato
solo uno, e non il principale, dei motivi su cui ave-
vano fatto leva le ditte costruttrici di impianti per


8 OPPORTUNITÀ E VINCOLI

convincere gli allevatori; spesso si era an- Enel pagava circa 290 Lire/kWh), il che, per
teposto l’“ipotetico” vantaggio depurativo il comparto zootecnico, poteva tradursi in
della tecnologia. un rinnovato interesse nei confronti degli
Molte delle ditte costruttrici di impianti di impianti di biogas che utilizzassero il gas
biogas censite nel 1983 non operano più prodotto in cogenerazione.
in questo settore e quelle ancora operanti I benefici del provvedimento Cip n. 6/92
in molti casi hanno spostato la loro atten- sono, però, stati sospesi e l’incentivazione
zione al comparto dell’agroindustria. delle energie rinnovabili, in accordo con
Diversi degli impianti realizzati risentivano una direttiva europea, ora passa attraverso
della forzatura derivante dal trasferimento l’istituzione e lo sviluppo del mercato dei
nel mondo agricolo di processi e tecnolo- “certificati verdi” (D. Lgs. 387/2003). In
gie nati per il mondo industriale. Le azien- pratica, è stato definito l’obbligo, a partire
de nelle quali erano stati realizzati gli im- dal 2002, da parte di tutti i produttori e im-
pianti, inoltre, non sempre si erano rivela- portatori di energia elettrica da fonte con-
te le più idonee, così si erano visti impian- venzionale, di immettere in rete, ogni anno,
ti sorgere in allevamenti che, per la dimen- una quota di elettricità prodotta da fonti
sione, per la qualità e la quantità dei con- rinnovabili (tra cui il biogas) pari almeno,
sumi energetici, per le caratteristiche dei nel 2005, al 2,7% della quantità totale im-
liquami non erano indicati ad ospitarli. Ne messa. Per consentire il rispetto di tale
risentì in questo modo l’immagine di ciò quota, i produttori di energia rinnovabile
che la tecnologia poteva offrire. possono vendere ai produttori di energia
Agli inizi degli anni ‘90 si è andata diffon- da fonte convenzionale i cosiddetti certifi-
dendo una nuova generazione di impianti cati verdi. Ciò sta portando allo sviluppo di
di biogas semplificati e a basso costo, rea- un mercato o borsa dei certificati verdi (or-
lizzati sovrapponendo una copertura di ganizzata dal Gestore del Sistema Elettrico,
materiale plastico a una vasca di stoccag- GRTN, www.grtn.it), i quali attualmente
gio dei liquami. Questi impianti vengono valgono circa 0,117 euro per kWh (valore
realizzati non solo allo scopo di recupera- medio ponderato dei primi 9 mesi del
re energia ma anche per controllare gli 2005). Oggi, vendendo energia elettrica
odori e stabilizzare i liquami. Dalle infor- dotata di certificati verdi, si riescono a rica-
mazioni raccolte dalle ditte che producono vare circa 0,15-0,18 euro per kWh; la du-
questo genere di impianti deriva che ne rata dei certificati verdi è di 8 anni, elevabi-
sono stati realizzati circa 70 in Italia. Que- le per l’energia rinnovabile ottenuta da
sti impianti lavorano “a freddo” o a tempe- biomasse, quale è il biogas, per altri 4 anni,
ratura più o meno controllata. anche se con il riconoscimento solo del
60% dell’energia elettrica prodotta (art. 5,
Incentivata l’autoproduzione decreto del Ministero delle attività produt-
di energia tive e del Ministero dell’ambiente e della
In questo scenario si è inserito il provvedi- tutela del territorio del 24 ottobre 2005,
mento CIP n. 6 del 29 aprile 1992 riguar- G.U. n. 265 del 14/11/2005).
dante i “Prezzi dell’energia elettrica relativi
a cessione, vettoriamento e produzione per La riduzione di gas serra
conto dell’Enel, parametri relativi allo Il recupero del biogas come fonte di energia
scambio e condizioni tecniche generali per rinnovabile ha una sua validità anche nel-
l’assimilabilità a fonte rinnovabile”, che sta- l’ambito della tutela ambientale e per la ri-
biliva un regime tariffario assai favorevole duzione dei gas serra, tra i quali il meta-
nel caso di autoproduttori che cedevano al- no è uno dei principali. Le attività
l’Enel l’intera potenza elettrica ottenuta da agricole, infatti, rappresentano
impianti alimentati a biomasse (nel 1999, una fonte significativa di emis-


9

sione di gas serra, in particolare metano e la riduzione delle emissioni di gas serra, del
protossido di azoto. Le emissioni di metano Libro bianco sulle energie rinnovabili ela-
derivano sia dai processi digestivi (emissioni borato dall’Enea e approvato nel 1999 dal
enteriche) sia dalla degradazione anaerobica Cipe e infine del D. Lgs. 387/2003 (attua-
delle deiezioni animali (emissioni derivanti zione della Direttiva Ce n. 77/2001 sulle
dalla gestione delle deiezioni). energie rinnovabili).
A questo proposito, il Protocollo di Kyoto Nella valutazione dei benefici derivanti
sulla riduzione dell’inquinamento atmo- dall’applicazione di tecniche di digestione
sferico da gas serra prevede l’abbattimento anaerobica (siano semplici coperture degli
di tali emissioni entro il 2010. Ciò ha por- stoccaggi o reattori anaerobici veri e pro-
tato, tra l’altro, alla riforma della politica pri), va considerato che la captazione del
ambientale dell’Unione europea, con l’e- biogas che si produce da tali strutture non
manazione del Libro bianco sulle energie determina soltanto la riduzione delle emis-
rinnovabili, all’emanazione della delibera sioni di metano, ma anche altri vantaggi (si
Cipe n. 137/98 sulle politiche nazionali per veda a sotto).

Benefici ambientali dal recupero di biogas
Sotto il profilo ecologico: Per l’allevamento zootecnico:
• calano le emissioni di metano; • si realizza un risparmio energetico
• si riducono quelle di ammoniaca; o la possibilità di cedere energia ad altri;
• calano per via indiretta altri gas serra; • si abbattono gli odori;
• vengono emesse minori quantità di composti • si accelera il processo di stabilizzazione
organici volatili non metanici; dei liquami destinati allo stoccaggio
• i combustibili da fonti rinnovabili sostituiscono e al successivo utilizzo agronomico;
quelli fossili.

Secondo gli accordi
di Kyoto gli Stati si
sono impegnati
entro il 2010 ad
abbattere in modo
sostanziale
l’emissione di gas
serra.



A partire dal settore zootecnico ne sul recupero del biogas, come pure il re-
In Italia la normativa sugli incentivi all’au- cente Regolamento (Ce) n.1774/2002 sui
toproduzione di energia elettrica da fonti sottoprodotti di origine animale, che indi-
rinnovabili (i citati certificati verdi) potreb- vidua la digestione anaerobica come uno
be tradursi in un rinnovato interesse verso dei processi biologici che ne consentono il
gli impianti di biogas. Anche il processo di riciclo sotto forma di fertilizzanti, e la nuo-
evoluzione nella politica ambientale, come va politica agricola comunitaria, che incen-
sopra indicato, attivatosi a seguito della Con- tiva le colture energetiche.
ferenza di Kyoto, può accentuare l’attenzio- Ne deriva l’utilità di potenziare e di razio-

Azioni tecniche necessarie
•Favorire la realizzazione di impianti di biogas negli mostrativi di codigestione anaerobica di queste
allevamenti zootecnici. Particolarmente interes- biomasse assieme ai liquami zootecnici e ai fan-
sante è l’utilizzo del biogas per cogenerare ener- ghi di depurazione, in impianti consortili.
gia elettrica ed energia termica: l’energia termica
viene utilizzata per riscaldare il digestore anaero- •Avviare, visto il crescente problema della collo-
bico, migliorando le rese in biogas, e l’energia cazione dei sottoprodotti di origine animale e
elettrica può essere venduta attraverso i “certifica- gli indirizzi contenuti nel Regolamento (Ce) n.
ti verdi” a un prezzo incentivato. Interessante è an- 1774/2002, la codigestione di liquami zootecni-
che la possibilità di digerire, assieme ai liquami ci e scarti di macellazione adeguatamente pre-
zootecnici, le colture energetiche (in particolare trattati e altre biomasse.
mais e sorgo zuccherino) e i residui colturali, au-
mentando la resa energetica degli impianti. An- •Favorire l’integrazione dei processi anaerobici
drebbero incentivati anche gli impianti negli alle- e aerobici nel trattamento delle biomasse e dei
vamenti suinicoli annessi ai caseifici per la produ- rifiuti organici sia nella costruzione di nuovi im-
zione di formaggio grana (là dove l’allevamento pianti che nel potenziamento di impianti già esi-
suino sopravviverà alla ristrutturazione del settore stenti, quali, ad esempio, gli oltre 100 impianti di
caseario in corso), in quanto il biogas recuperato compostaggio di media e grossa dimensione
può essere bruciato direttamente nelle caldaie già operanti in Pianura Padana nelle vicinanze
per la produzione di vapore, realizzando risparmi dei siti di produzione di scarti organici agroindu-
energetici significativi a fronte di investimenti con- striali e di effluenti zootecnici.
tenuti.

•Potenziare e razionalizzare i digestori anaerobici
dei fanghi derivanti dalla depurazione di acque
reflue civili (presenti in tutti i grandi impianti di de-
purazione urbani), favorendo la codigestione an-
che di liquami zootecnici e scarti organici agroin-
dustriali.

•Attivare, vista la necessità di gestire crescenti
quantità di frazioni organiche derivanti dalla rac-
colta differenziata dei rifiuti urbani, progetti di-


11

nalizzare i sistemi che sfruttano processi di bientali legati alle emissioni in atmosfera di
codigestione anaerobica di biomasse di varia gas serra e agli odori, una migliore utilizza-
natura (biomasse di origine zootecnica e zione agronomica degli elementi fertilizzan-
agroindustriale, colture energetiche, residui ti presenti nei liquami nelle concimazioni in
colturali, fanghi di depurazione e frazioni or- copertura.
ganiche derivanti da raccolte differenziate In Italia, però, la realizzazione di impianti di
secco/umido dei rifiuti urbani). biogas ha buone prospettive di sviluppo solo
Si ritiene che il mondo agricolo possa essere alle seguenti condizioni:
interessato alle opportunità che il coincidere - se si razionalizzano e si rendono chiare e
di problematiche diverse, quali l’effetto serra, percorribili le procedure di autorizzazione,
la valorizzazione degli scarti organici, la ri- sia per la costruzione e gestione degli im-
chiesta di un maggior contributo di energie pianti che per l’allacciamento alla rete elettri-
rinnovabili, sta facendo emergere. In parti- ca nazionale;
colare il settore zootecnico può rappresen- - se si assicura l’utilizzo agronomico del di-
tare la forza motrice per lo sviluppo su larga gestato anche quando si co-digeriscono i li-
scala della digestione anaerobica, come già quami zootecnici con colture energetiche e
sta avvenendo in Germania, Austria e Dani- scarti organici selezionati.
marca. Gli incentivi in tal senso sono molti: Alla luce di quanto sopra riportato, il biogas
un miglioramento della sostenibilità am- dovrebbe essere considerato una risorsa
bientale degli allevamenti, un’integra- e come tale essere incentivato attraver-
zione di reddito dall’“energia verde”, so azioni di sviluppo (si veda a fianco)
una riduzione dei problemi am- e interventi economici.

I due punti critici
da superare per lo
sviluppo della filiera
del biogas
riguardano la
procedura di
autorizzazione per
la cessione di
energia elettrica e
l’impiego
agronomico del
digestato nel caso in
cui utilizzino anche
colture energetiche
e scarti organici
selezionati.



L’Emilia Romagna si è già mossa
Stefano Nannetti
Giovanni Pisceddu
Claudia Orlandini
REGIONE EMILIA-ROMAGNA

Assegnati dalla Regione più di quattro milioni di euro per nuovi
impianti, che saranno oggetto di studio e di verifica tecnico-economica.

Tra le varie filiere energetiche il biogas rappresen- gia delle matrici organiche da utilizzare, creando
ta una concreta e conveniente possibilità Pper il una prima priorità di scelta a vantaggio di deie-
mondo agricolo. zioni avicunicole e bovine con seconda scelta
La Regione Emilia-Romagna, sensibile alle esigen- per quelle suine o miste- suine.
ze delle aziende agricole alla ricerca di nuove op- Si è poi considerato l’impiego della produzione
portunità di reddito in sintonia con un corretto svi- di biogas a scopo energetico, per uso proprio o
luppo ambientale, ha emanato un bando per l’as- finalizzato alla vendita a terzi , privilegiando la pri-
segnazione di 4,35 milioni di euro quale contribu- ma scelta.
to (40% del valore del progetto) per la realizzazio- Altri parametri che caratterizzavano il bando ri-
ne di impianti di Bbiogas. guardavano la tipologia aziendale del beneficia-
Il bando si basava sull’individuazione della tipolo- rio, questo con l’intento di favorire associazioni
di aziende perché meglio si utilizzino eventuali

I progetti accolti
rappresentano
esperienze pilota da
valutare
attentamente in
vista di future
programmazioni.


13

economie di scala e si superino problemi am- nergia prodotta da fonti alternative con impor-
bientali specifici di territorio. tanti opportunità per il mondo agricolo, viste le
La risposta da parte delle aziende della regione problematiche introdotte dalla nuova Pac e la ne-
è stata interessante: sono state presentate 27 do- cessità di applicare le norme relative al protocol-
mande per un importo totale di possibili investi- lo di Kyoto.
menti pari a € 19.737.866,33 e tutte le province - A questo proposito la Regione Emilia-Romagna
ad eccezione di Rimini - sono rappresentate con opera dal 1999 nell'ambito del programma na-
almeno una entità produttiva. Quest’ultimo zionale Probio, strumento del Ministero delle
aspetto è di particolare rilevanza se si considera poltiche agricole e forestali introdotto per pro-
che il bando ha impegnato i beneficiari a mette- muovere progetti regionali e interregionali sui
re a disposizione della Regione per cinque anni biocombustibili e messo a punto proprio per ri-
l’impianto finanziato a fini di ricerca: in questo spondere ai quesiti posti da Kyoto. Con partico-
modo è possibile una copertura totale del terri- lare riguardo al biogas, l’Emilia Romagna parteci-
torio regionale e quindi e risultati del futuro mo- pa a un progetto interregionale, con la Lombar-
nitoraggio saranno particolarmente utili per suc- dia come Regione capofila, all’interno del quale
cessive programmazioni. sono state messe in campo le seguenti azioni:
Di tutte le domande presentate solo 19 sono sta- - monitoraggio, con metodologie comuni, della
te ammesse alla graduatoria finale e di queste 15 disponibilità spaziale e temporale delle matrici
hanno potuto usufruire del contributo del 40% a organiche presenti sul territorio;
fondo perduto. - monitoraggio delle tecnologie utilizzate negli
Gli interventi a finanziamento saranno in grado, impianti operanti nelle varie regioni (fra cui gli
perciò, grazie a un attento monitoraggio, di for- impianti finanziati dall’ultimo bando);
nire elementi di sicura utilità per il settore dell’e- - divulgazione dei risultati.

Progetti accolti e finanziati
Provincia Tipo di Beneficiario Sede legale
deiezioni trattate
Piacenza bovine Cooperativa Agricola Mocine a r.l. Asciano (SI)
Piacenza bovine Società Agricola Vittorio Tadini s.r.l. Podenzano (PC)
Piacenza bovine Azienda Agricola A.G.T. s.s. Gragnano Trebbiense (PC)
Piacenza suine Azienda Agricola Fontana S.S. Castel San Giovanni (PC)
Piacenza suine Azienda Agricola Testa Bruna Monticelli D’Ongina (PC)
Reggio Emilia bovine Azienda Agricola Caramana s.s Reggio Emilia (RE)
Parma bovine Azienda Agricola F.lli Boldini s.s. Montechiarugolo (PR)
Parma bovine A. I. Agr. Agricoltura e Ambiente Neviano degli Arduini (PR)
Parma bovine Spinazzi s.s. Fontanellato (PR)
Modena bovine Azienda Agricola I Giardini del Duca Castelfranco Emilia (MO)
Bologna bovine Azienda Agricola Acqua Salata Castello di Serravalle (BO)
Bologna avicunicole Società Consortile Agrienergia San Pietro in Casale (BO)
Ferrara suine Piccola Società Cooperativa San Giovanni Bondeno (FE)
Ravenna bovine/suine Consorzio Agrienergy Forlì (FC)
Forlì-Cesena avicunicole Associazione Temporanea Santa Sofia (FC)
d’Impresa Renzi Mirella


14 GLOSSARIO

Acidi grassi volatili Ceneri viene trasformata in composti
Il significato delle parole chiave

Acidi organici caratterizzati da Vedi solidi volatili. semplici (acidi grassi volatili,
un basso peso molecolare. aldeidi, alcoli) da batteri anae-
Cogeneratore robi facoltativi, in una seconda
Aerobico Motore endotermico accoppia- fase nella quale, a partire dagli
Processo attuato mediante l’azio- to ad un generatore elettrico in acidi grassi volatili, grazie all’a-
ne di microrganismi aerobi, che grado di recuperare l’energia zione di batteri anaerobi obbli-
utilizzano, cioè, l’ossigeno libero. termica prodotta durante il gati (vedi anaerobico), viene pro-
funzionamento e utilizzarla per dotto il biogas (vedi). La dige-
Ammoniaca/ fini civili o industriali. stione anaerobica consente la
ammonio stabilizzazione dei materiali
L’ammonio (NH4+) è uno ione Depurazione organici trattati. I dispositivi nei
positivo contenente azoto, che Rimozione di elementi o com- quali avviene il processo vengo-
si forma nel terreno dalla posti da un fluido. Per i reflui no denominati digestori (vedi).
degradazione biologica della biodegradabili (vedi biodegrada-
sostanza organica o che viene bilità) può essere attuata per via Digestore
aggiunto sotto forma di conci- biologica, mediante l’azione di Reattore nel quale avviene il
me. Di solito è adsorbito sui microrganismi che trasformano processo di digestione anaerobica
minerali argillosi, ma in seguito parte del substrato in prodotti (vedi).
a processi di varia natura può gassosi e acqua, e rimuovono la
liberarsi, perdere la carica e dar parte restante attraverso mec- Disidratazione
luogo ad ammoniaca (NH3), in canismi fisico-biologici (sintesi Riduzione del contenuto di
misura dipendente, tra l’altro, protoplasmatica di nuove cellu- umidità degli effluenti zootec-
dal tipo di suolo e dal clima. le, bioflocculazione, bioassorbi- nici o delle frazioni derivanti
L’ammoniaca, essendo molto mento). In tal modo una parte dal loro trattamento (per esem-
volatile, passa nell’atmosfera. del substrato viene trasformato pio i fanghi di depurazione).
in prodotti semplici che si libe- Può essere effettuata per via
Anaerobico rano in atmosfera, una seconda meccanica, mediante centrifu-
Processo attuato da microrga- parte va a costituire il residuo ghe e nastropresse, o per via
nismi anaerobi, che vivono cioè del processo denominato fango termica, applicando processi di
in assenza di ossigeno. I (vedi), che può essere separato essiccamento.
microrganismi anaerobi posso- mediante sedimentazione (vedi).
no essere anaerobi facoltativi o Dual-fuel
obbligati a seconda che siano Diesel, ciclo Motore endotermico in grado
in grado o meno di utilizzare, Ciclo termodinamico proprio di funzionare sia con i combu-
quando è disponibile, anche dei motori endotermici ad stibili tipici dei motori a ciclo
l’ossigeno libero. accensione spontanea nel quale Otto che con i combustibili dei
la trasformazione dell’energia motori a ciclo Diesel.
Biodegradabilità di legame contenuta nel com-
Proprietà delle sostanze organi- bustibile è basata sulle seguenti Endotermico,
che e inorganiche presenti fasi: aspirazione dell’aria com- motore
negli effluenti zootecnici e burente; compressione dell’aria Motore a combustione interna
negli scarti organici, per la e successiva iniezione del com- tipicamente funzionante a ciclo
quale esse possono essere bustibile; combustione; espan- Otto o a ciclo Diesel.
completamente demolite dai sione e scarico.
microrganismi. Fango
Digestione Residuo del processo di depura-
Biogas anaerobica zione (vedi). È costituito da bio-
Miscela gassosa costituita in È un processo biologico utiliz- massa batterica e da sostanza
prevalenza da anidride carbonica zato per il trattamento dei inerte, organica e inorganica. Il
(30-40%) e metano (60-70%), reflui organici che si evolve residuo del processo di sedimen-
prodotta nel corso del processo attraverso una prima fase nella tazione (vedi) viene denominato
di digestione anaerobica (vedi). quale la sostanza organica fango primario.


15

Otto, ciclo Sedimentazione Solidi sospesi
Ciclo termodinamico proprio dei Operazione mediante la quale i volatili
motori endotermici ad accensio- solidi sospesi (vedi) presenti nel Frazione organica dei solidi
ne per scintilla nel quale la tra- liquame vengono fatti deposi- sospesi totali ovvero dei solidi che
sformazione dell’energia di lega- tare sul fondo di un contenito- vengono trattenuti da un filtro
me contenuta nel combustibile è re grazie alla forza di gravità. con pori da 0,45 µ di diametro.
basata sulle seguenti fasi: aspira-
zione della miscela formata da Separazione Solidi volatili
combustibile e aria comburente; solido/liquido Rappresentano una frazione
compressione; combustione; Tecnica di trattamento dei della sostanza secca costituita
espansione e scarico. liquami zootecnici, che consi- in prevalenza dalla sostanza
ste nella separazione più o organica; vengono determinati
pH meno spinta dei solidi sospesi analiticamente come perdita
Grandezza che esprime l’acidità (vedi). In funzione della tecno- all’incenerimento, ovvero come
di una soluzione; è legata alla logia adottata si ottengono effi- differenza tra la sostanza secca
concentrazione di ioni idrogeno cienze di separazione diverse e e il residuo fisso (ceneri).
dalla relazione: quindi volumi diversi di solidi,
pH = -log10 [H+]. La scala dei pH con caratteristiche altrettanto Sostanza secca
si estende dal valore zero al valo- variabili. Possono quindi essere o solidi totali
re 14; quando il pH è inferiore a richiesti ulteriori trattamenti È la sostanza residua dopo essic-
7 la soluzione sarà acida, quando è per la loro piena valorizzazione cazione. Negli effluenti zootecnici
superiore a 7 sarà alcalina. Il valore agronomica (essiccamento, viene determinata analiticamente
7 corrisponde alla neutralità. compostaggio). per essiccazione in stufa a 105 °C
fino a peso costante.
Potenza installata Solidi sospesi totali
Si intende la potenza elettrica indi- Rappresentano la quota non in Stabilizzazione
cata sulla targa di un utilizzatore. soluzione della sostanza secca Processo che comporta la ridu-
(vedi). Si determinano analiti- zione del contenuto di sostanza
Rendimento camente mediante filtrazione di organica facilmente degradabile.
elettrico e meccanico un volume noto di reflui attra- Esso consente di raggiungere
Definiti, rispettivamente, come verso un filtro di 0,45 micron e due obiettivi principali: ridurre
energia elettrica e meccanica determinazione della sostanza significativamente i processi
prodotta per unità di energia secca da questo trattenuta. In putrefattivi a carico del materiale
introdotta nel motore sotto alternativa possono essere trattato, processi di decomposi-
forma di combustibile. determinati mediante centrifu- zione della sostanza organica che
gazione del liquame tal quale a danno luogo alla formazione di
Rendimento termico 3.000 G e determinazione della composti maleodoranti; ridurre i
Definito come energia termica sostanza secca nella frazione microrganismi patogeni.
recuperata per unità di energia surnatante di centrifugazione; a
introdotta nel motore o nella mac- partire da quest’ultimo dato, Surnatante
china sotto forma di combustibile. per differenza con la sostanza È la frazione chiarificata del
secca totale, è possibile deter- liquame in uscita dal processo
Rendimento totale minare la frazione sospesa. A di sedimentazione.
Definito come energia comples- loro volta i solidi sospesi con-
sivamente prodotta per unità di tengono una frazione sedimen- Tempo di ritenzione
energia consumata sotto forma tabile, costituita dalla sostanza È il tempo di permanenza del
di combustibile. secca che sedimenta in un materiale, sottoposto a tratta-
cono (detto cono Imhoff) in un mento, all’interno di un deter-
Scambiatore periodo di 60 minuti, che rap- minato contenitore.
di calore presenta approssimativamente
Dispositivo atto a trasferire il la quota che può essere rimos- Termofilo
calore da un fluido (liquido o sa per sedimentazione (vedi). Dicesi di ambito di temperatura
aeriforme) a un altro. che comprende valori superiori a
45 °C.


IL PROCESSO

I tempi di
svolgimento del
processo di
digestione
anaerobica sono
piuttosto lunghi
anche in condizioni
di temperatura
ottimali.


17

DI DIGESTIONE

Matrici organiche di provenienza varia
(deiezioni animali, residui colturali, ecc.)
vengono fatte fermentare in assenza di
ossigeno e a temperature determinate,
ottenendo in questo modo una miscela di
metano e anidride carbonica, il biogas. Dalla
combustione di quest’ultimo viene quindi
prodotta energia termica o energia elettrica o
la combinazione di entrambe.

L a digestione anaero-
bica è un processo biologico complesso per mez-
zo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza
organica viene trasformata in biogas, una miscela
costituita principalmente da metano e anidride
carbonica. La percentuale di metano nel biogas
varia, a secondo del tipo di sostanza organica di-
gerita e delle condizioni di processo, da un mini-
mo del 50% fino all’80% circa.


18 IL PROCESSO BIOLOGICO

Substrati organici I substrati organici che possono essere sot-
toposti al processo di digestione anaerobi-
avviabili al digestore ca sono numerosi e assai differenti fra loro
(si veda a fianco).

Liquame suino. Questo tipo di effluente zoo- Microrganismi piuttosto esigenti
tecnico è caratterizzato da un contenuto estre- Affinché il processo abbia luogo è necessa-
mamente variabile di sostanza secca o solidi to- ria l’azione di diversi gruppi di microrgani-
tali (1-6%) e di sostanza organica o solidi volatili, smi in grado di trasformare la sostanza or-
a causa delle differenti tipologie di allevamento ganica in composti intermedi, principal-
comunemente presenti sul territorio. mente acido acetico, anidride carbonica e
idrogeno, utilizzabili dai microrganismi
Liquame bovino. Le deiezioni bovine sono spes- metanigeni che concludono il processo
so rimosse dalle stalle utilizzando raschiatori. L’ag- producendo il metano.
giunta di paglia, spesso effettuata nelle stalle, con- I microrganismi anaerobi presentano basse
duce a variazioni nel contenuto di solidi totali (8- velocità di crescita e di reazione e quindi
15%). L’effetto di diluizione è minimo rispetto a occorre mantenere ottimali, per quanto
quello che si ha con le deiezioni suine anche a possibile, le condizioni dell’ambiente di
causa del fatto che normalmente le zone calpe- reazione. Nonostante questi accorgimenti,
state dal bestiame vengono pulite e risciacquate i tempi di processo sono relativamente
con basse quantità di acqua. Come nel caso dei lunghi se confrontati con quelli di altri
suini, anche nelle deiezioni bovine il contenuto di processi biologici, tuttavia il vantaggio del-
solidi totali dipende fortemente dal sistema di alle- la digestione anaerobica è che la materia
vamento degli animali.

Deiezioni avicole (pollina). La pollina che più si
presta alla digestione anaerobica, grazie all’assen-
ILbiogas
è una miscela composta da
za di lettiera, è quella delle galline ovaiole che so- metano (60-75% se si
no solitamente allevate in gabbia in allevamenti impiegano liquami zootecnici)
che arrivano a contenere fino a diverse centinaia di e da anidride carbonica,
migliaia di capi. Le deiezioni asportate fresche con derivante dalla degradazione
i nastri sono caratterizzate da un alto contenuto in della sostanza organica in
solidi totali (minimo 18-20%) e da alte concentra- assenza di ossigeno.
zioni di azoto ammoniacale. L’alto contenuto di
ammoniaca può condurre a effetti inibitori duran-
te la digestione e causare alte emissioni ammo-
niacali durante il successivo stoccaggio del dige-
stato. Le deiezione avicole presentano spesso an-
che un forte contenuto di inerti che sedimentan-
do sul fondo, vanno a formare uno strato che cau-
sa frequenti problemi operativi e riduce il volume
utile dei reattori.

Residui colturali. Anche i residui provenienti dai
raccolti agricoli possono essere utilizzati come
matrici nella digestione anaerobica. In Germa-
nia, ad esempio, questi residui vengono addi-
zionati come co-substrati alle deiezioni animali
utilizzate come matrici primarie. Possibili matrici

Continua a pag. 20


Schema di decomposizione anaerobica
delle sostanze organiche durante la
digestione. I composti polimerici ad 19
alto peso molecolare - carboidrati,
grassi e proteine - vengono
frammentati in sostanze più semplici,
quali zuccheri, glicerolo, acidi grassi e
amminoacidi.

organica complessa viene convertita in me- ri termofili. La figura qui sotto descrive il
tano e anidride carbonica e quindi porta processo di digestione anaerobica.
alla produzione finale di una fonte rinno-
vabile di energia sotto forma di un gas Tecniche diversificate
combustibile a elevato potere calorifico. Le tecniche di digestione anaerobica posso-
L’ambiente di reazione, definito solitamente no essere suddivise in due gruppi principali:
reattore anaerobico, deve quindi risultare da - digestione a secco, quando il substrato av-
un compromesso tra le esigenze dei singoli viato a digestione ha un contenuto di so-
gruppi microbici, per consentirne la crescita stanza secca superiore al 20%;
equilibrata. Il pH ottimale è intorno a 7-7,5, - digestione a umido, quando il substrato ha
mentre la temperatura ottimale di processo è un contenuto di sostanza secca inferiore
intorno ai 35 °C, se si opera con i batteri me- al 10% (è questa la tecnica più diffusa, in
sofili, o di circa 55 °C, se si utilizzano i batte- particolare con i liquami zootecnici).

DALLA MATERIA ORGANICA AL BIOGAS
ORGANICA
SOSTANZA

CARBOIDRATI GRASSI PROTEINE
DIGESTIONE IN ASSENZA DI OSSIGENO

Zuccheri Glicerolo Gruppi
semplici Acidi grassi sub-proteici

Amminoacidi

Acidi volatili Acidi volatili
alcooli

Amine
Ammoniaca
BIOGAS

Azoto
Mercaptani
Indolo
ANIDRIDE Skatolo
METANO CARBONICA
50-80% Idrogeno solforato
50-20%



per la digestione anaerobica possono compren- Processi con valori intermedi di sostanza sec-
dere foraggi, frutta e vegetali di scarsa qualità, ca sono meno comuni e vengono in genere
percolati da silos e paglia. definiti a semisecco.
Il processo di digestione anaerobica è anche
Colture non alimentari ad uso energetico. Di- suddiviso in:
versi studi sono stati effettuati per trovare sistemi di - processo monostadio, quando le fasi di idroli-
coltivazione di piante specifiche per la successiva si, fermentazione acida e metanigena av-
digestione anaerobica e per la produzione di bio- vengono contemporaneamente in un uni-
gas. Tutto ciò potrebbe essere di interesse per quei co reattore;
paesi in via di sviluppo, in cui i costi dell’energia so- - processo bistadio, quando si ha un primo sta-
no alti e dove sono presenti ampie aree agricole dio durante il quale il substrato organico
favorite da climi temperati. Anche in Europa, dove viene idrolizzato e contemporaneamente
si ha sovrapproduzione agricola, la digestione avviene la fase acida, mentre la fase meta-
anaerobica di colture energetiche può essere nigena avviene in un secondo momento.
un’alternativa in particolare per l’utilizzo di aree in- Una ulteriore suddivisione dei processi di di-
colte e a riposo (set aside) o di aree irrigate con ac- gestione anaerobica può essere fatta in base
que recuperate dai depuratori urbani. La coltiva- al tipo di alimentazione del reattore, che può
zione di colture energetiche è incentivata dalla essere continua o in discontinuo, e in base al
nuova politica agricola comunitaria, che prevede fatto che il substrato all'interno del reattore
uno specifico incentivo di 45 €/ha.

Scarti organici e acque reflue dell’agro-indu- DAL
stria. Ingenti quantità di prodotti agricoli sono la-
vorati nell’industria alimentare. Durante tali lavora-
zioni si producono reflui che spesso possono es-
sere avviati alla digestione anaerobica. Il fango
anaerobico risultante può essere utilizzato come
ammendante su terreni agricoli. Tipici sottoprodot-
ti e scarti agro-industriali sono, ad esempio, il siero
di latte, contenente proteine e zuccheri dall’indu- In caldaia, con produzione di sola
stria casearia, e i reflui liquidi dall’industria che trat- energia termica
ta succhi di frutta o che distilla alcool. Di interesse
per la digestione anaerobica sono anche diversi
scarti organici liquidi o semisolidi dell’industria del-
la carne (macellazione e lavorazione della carne),
quali grassi, sangue, contenuto stomacale, budel- Si presta molto bene per impianti realizzati negli
la (si veda Regolamento (Ce) n. 1774/2002 “Norme allevamenti suinicoli annessi ai caseifici; questi so-
sanitarie relative ai sottoprodotti di origine animale no forti consumatori di combustibili, utilizzati per
non destinati al consumo umano”). Tali residui, ad produrre il vapore necessario per la caseificazio-
esempio, possono essere addizionati come co- ne, e sono in grado di bruciare tutto il biogas pro-
substrati nella digestione di liquami zootecnici o dotto, realizzando risparmi significativi.
fanghi di depurazione. Oltre che per la lavorazione del latte, l’energia ter-
Continua a pag. 22 mica può avere un impiego, anche se più discon-
tinuo, per il riscaldamento e la preparazione della
broda nelle porcilaie, per la preparazione dei pa-
stoni, per il riscaldamento di serre, per l’essicca-
zione di foraggi e cereali, per usi civili.


21

venga miscelato o venga spinto lungo l’asse genere durante la digestione anaerobica si ot-
longitudinale attraversando fasi di processo tiene una riduzione di almeno il 45-50% dei
via via diverse (flusso a pistone). solidi volatili o sostanza organica alimentati.
La digestione anaerobica può, inoltre, essere La successiva trasformazione del biogas in
condotta, come già ricordato, o in condizioni energia utilizzabile in azienda avviene per
mesofile (circa 35 °C) o termofile (circa 55 combustione, con modalità diverse in fun-
°C); la scelta tra le due determina in genere zione del prodotto che s’intende ottenere (si
anche la durata (tempo di residenza) del pro- veda a sotto).
cesso. Mediamente in mesofilia si hanno
tempi compresi nel range 15-35 giorni, men-
tre in termofilia il tempo di residenza è in ge-
nere inferiore ai 20 giorni. Con impiantistica
di tipo semplificato è possibile operare anche
in psicrofilia (10-25 °C), con tempi di resi-
denza superiori ai 30 giorni, fino ad un mas-
simo di 90 giorni.
Il rendimento in biogas e quindi energetico
del processo è molto variabile e dipende dal-
la biodegradabilità del substrato trattato. In

BIOGAS AI POSSIBILI IMPIEGHI
Combustione del biogas

In motori azionanti gruppi In cogeneratori per la produzione
elettrogeni per la produzione di combinata di energia elettrica e di
energia elettrica energia termica

Il limite è sempre stato rappresentato dalla scarsa Ha il vantaggio di produrre sia energia termica che
convenienza economica a immagazzinare la pro- elettrica, favorendo l’utilizzo di maggiori quantità
duzione di biogas in eccesso rispetto ai consumi di biogas a copertura dei vari fabbisogni azienda-
elettrici aziendali. Infatti, il biogas: li. Anche in questo caso, però, per avere un coef-
- non può essere compresso o pompato senza ficiente di utilizzazione del 100% bisognerebbe
incorrere in alti costi per la necessità di depu- dimensionare l’impianto in modo da produrre so-
rarlo dall’idrogeno solforato e dall’acqua; la lo il biogas effettivamente necessario alle attività
compressione, inoltre, dà luogo a problemi di dell’azienda. In alternativa, ed è il caso più fre-
sicurezza; quente, si può cedere l’energia elettrica in ecces-
- se non viene compresso, richiede per lo stoc- so rispetto ai fabbisogni aziendali alla rete elettrica
caggio la costruzione di gasometri voluminosi, nazionale.
costosi e di grosso impatto ambientale;
- ha costi di trasporto convenienti solo nel caso
di impianti consortili.



Fanghi di depurazione. Sono il residuo del pro-
cesso di depurazione delle acque reflue urbane e Vantaggi della codigestione
industriali. Sono costituiti da biomassa batterica e La codigestione di effluenti zootecnici con
da sostanza inerte, organica e inorganica. In ge- altri scarti organici al fine di aumentare la
nerale gli obiettivi della digestione anaerobica dei produzione di biogas è pratica standard in
fanghi di depurazione sono: la stabilizzazione del- Europa ormai da diversi anni. L’interesse
la sostanza organica, la distruzione degli eventuali che spinge gli operatori del settore verso ta-
microoganismi patogeni e la facilitazione dello le tecnica è costituito principalmente dal fat-
smaltimento finale. Tale substrato non è consiglia- to che la vendita della maggior quantità di
bile per gli impianti di biogas aziendali che trattano elettricità prodotta, unitamente agli introiti
liquami zootecnici a causa delle problematiche ricevuti dai produttori del rifiuto organico
connesse alle attuali normative italiane di riferi- utilizzato come co-substrato, permette di ot-
mento. tenere guadagni maggiori. Nelle piccole e
medie strutture aziendali, in particolare, l’u-
Frazioni organiche di rifiuti urbani. Nei rifiuti ur- tilizzo della codigestione può notevolmente
bani domestici la percentuale di frazione organica migliorare l’economia globale in quanto gli
umida è compresa in genere tra il 25 e il 35% in pe- aumentati guadagni consentono di bilancia-
so. La composizione media di questa frazione de-
rivante da raccolta differenziata secco-umido non
Alcuni scarti
differisce in modo sostanziale dall’organico racco- dell’industria di
glibile da utenze selezionate, quali mercati all’in- lavorazione della
grosso dell’orto-frutta e dei fiori, mercati ittici e ri- carne possono
costituire dei co-
onali, esercizi commerciali di generi alimentari, substrati da
punti di ristoro (pizzerie, ristoranti, ristorazione col- aggiungere ai
lettiva); la presenza di piccole quantità di plastica e liquami.
vetro è in genere inferiore al 5% sul totale. Queste
frazioni organiche presentano un elevato grado di
putrescibilità e umidità (> 65%), che le rendono
adatte alla digestione anaerobica. Anche questo
substrato, così come i fanghi di depurazione, non
è consigliabile negli impianti per liquami zootecni-
ci per ragioni normative.

Rese in biogas dei diversi substrati organici
Materiali m3 per tonnellata
di solidi volatili
Deiezioni animali (suini, bovini, avi-cunicoli) 200 - 500
Residui colturali (paglia, colletti barbabietole, ecc.) 350 - 400
Scarti organici agroindustria (siero, scarti vegetali, lieviti, 400 - 800
fanghi e reflui di distillerie, birrerie e cantine, ecc.)
Scarti organici macellazione (grassi, contenuto stomacale e intestinale, 550 - 1.000
sangue, fanghi di flottazione, ecc.)
Fanghi di depurazione 250 - 350
Frazione organica rifiuti urbani 400 - 600
Colture energetiche (mais, sorgo zuccherino, erba, ecc.) 550 - 750


23

Parametri chimico-fisici di due colture energetiche
Parametro Unità di misura Insilato di mais Insilato di foraggine
Sostanza secca (SS) % 30-35 35-38
Sostanza organica (SV) %SS 90-97 85-89
Contenuto di CH4 % 55-58 57-59
Resa in biogas m3/kg SV 0,6-0,73 0,5-0,6
Tempo di ritenzione giorni 50 50
Degradabilità % 60 55
Problemi croste flottanti croste flottanti
Peso specifico kg/m3 650 650
Fonte: da “Integration of Biogas Technology, Organic Farming an Energy Crops”, M. Köttner.

re anche i maggiori investimenti necessari e trattamenti, mentre altre (quali gli scarti di
i costi sostenuti per rendere idoneo l’im- macellazione, sostanze ad elevato tenore pro-
pianto al trattamento di più scarti (alcuni dei teico) necessitano di essere fortemente dilui-
quali sono anche soggetti a restrizioni di leg- te con il substrato base (effluenti zootecnici
ge che obbligano a costosi pre-trattamenti). liquidi), in quanto possono formare metabo-
La miscelazione di diversi prodotti consente liti inibitori del processo, quale ad esempio
di compensare le fluttuazioni stagionali di l’ammoniaca. Una vasta gamma di matrici ri-
massa dei rifiuti, di evitare sovraccarichi o al chiede step vari di pre-trattamento: il rifiuto
contrario carichi inferiori alla capacità stessa organico da raccolta differenziata, gli alimen-
del digestore e di mantenere quindi più stati avanzati e/o scaduti, gli scarti mercatali, i
bile e costante il processo. Diversi problemi residui agricoli, gli scarti di macellazione, ecc.
infatti possono nascere da un utilizzo non Molti studi sono stati effettuati sulle caratte-
congruo delle diverse matrici; un’aggiunta ristiche di differenti colture energetiche
incontrollata di oli e grassi contenuti nello (mais, sorgo, foraggi, ecc.) e sulle loro rese in
scarto, ad esempio, può determinare un’ec- biogas. Inoltre le tecnologie attualmente in
cessiva formazione di schiume, mentre rifiu- via di sviluppo riguardano in particolare
ti contenenti considerevoli quantità di iner- proprio i sistemi di introduzione di tali sub-
ti, quali sabbia, pietre e terra, possono favo- strati, sia liquidi che solidi, nel digestore. È
rire la formazione di sedimento nel digesto- stato infatti dimostrato che la produzione di
re e accumulo di materiali inerti con conse- biogas e il riciclo dei nutrienti possono esse-
guente riduzione del volume attivo del reat- re ottimizzati quando le colture energetiche
tore o blocco di valvole e tubazioni. vengono utilizzate come co-substrato. Tali
colture possono infatti crescere sulle aree di
Le matrici da addizionare ai liquami proprietà dell’azienda, essere addizionate co-
Le matrici attualmente più utilizzate nella me co-substrati agli effluenti zootecnici di-
codigestione di effluenti zootecnici sono i rettamente o dopo insilamento e il digestato
rifiuti organici agroindustriali e le colture ottenuto a seguito del trattamento anaerobi-
energetiche. Gli scarti organici da utilizzare co può essere infine utilizzato per fertilizzare
come co-substrati provengono dalle più sva- le aree agricole in cui le stesse vengono colti-
riate fonti e possiedono quindi forti differen- vate. Vari tipi di colture dimostrano di posse-
ze nella composizione chimica e nella biode- dere un buon potenziale di produzione di
gradibiltà. Alcune sostanze (quali percolati, biogas. Le caratteristiche chimico-fisiche di
acque reflue, fanghi, oli, grassi e siero) sono due colture energetiche comunemente uti-
facilmente degradabili mediante digestione lizzate in impianti di codigestione sono mo-
anaerobica senza richiedere particolari pre- strate nella tabella soprastante.



La complessa applica
La produzione di
biogas in impianti I l trasporto e il trattamento
delle biomasse agricole e
agroindustriali sottostà a una
cola con la finalità di sotto-
porre a digestione anaerobica
le biomasse aziendali e di ef-
aziendali che trattano
biomasse agricole e disciplina specifica riconduci- fettuare lo spargimento del
bile a diversi corpi normativi: materiale trattato (frazioni li-
agroindustriali è il D. Lgs. 152/99 e il D. Lgs. quide e frazioni solide palabi-
sottoposta a un insieme 99/92 per lo scarico in acque li) sui terreni di cui dispone,
di norme, talvolta di superficiali del materiale dige- vale a dire su terreni sui quali
dubbia interpretazione. rito, l’emanando decreto del ha un diritto d’uso o su terre-
Si attende Ministero delle politiche agri- ni dei quali ha disponibilità
l’emanazione di un cole relativo alla loro utilizza- per esplicita dichiarazione
zione agronomica (decreto dell’azienda che li possiede.
decreto ministeriale applicativo dell’art. 38 del D. Possono verificarsi due diver-
sull’utilizzazione Lgs. 152/99), il D. Lgs. 22/97 se situazioni:
agronomica del sui rifiuti (Decreto Ronchi) e il a. il caso di digestione anaero-
materiale digerito. Regolamento (Ce) 1774/2002, bica dei soli effluenti zoo-
che stabilisce norme sanitarie tecnici;
per il trattamento dei sotto- b. il caso di digestione anaero-
prodotti di origine animale bica di effluenti zootecnici,
non destinati al consumo residui colturali e colture
umano. energetiche tipo sorgo, mais
Di seguito viene considerata e foraggi, sottoposti a pro-
l’applicazione di queste nor- cesso di insilaggio.
me ad alcuni dei casi più co- Nel caso “a” si presuppone
muni di digestione anaerobi- che per l’intera sequenza di
ca delle biomasse agricole e operazioni di utilizzazione
agroalimentari, tenendo pre- agronomica, compresi i trat-
sente che esistono non poche tamenti, sia stata effettuata la
difformità di interpretazione. comunicazione di utilizzazio-
ne agronomica di cui all’art.
Con biomasse di 38 del D. Lgs. 152/99 o che
provenienza agricola sia stata ottenuta l’autorizza-
Prendiamo in esame il caso in zione AIA (Autorizzazione
cui l’impianto di biogas venga integrata ambientale) ai sen-
realizzato in un’azienda agri- si del D. Lgs. 59/2005 di at-
tuazione della direttiva
96/61/Ce relativa alla preven-
zione e riduzione integrate
dell’inquinamento.
Nel caso “b” dal punto di
vista normativo dovreb-
be valere quanto detto
per la situazione pre-
cedente, anche se il
D. Lgs. applicativo


25

zione della legge
dell’art. 38 non pone espres- provenienti da altre aziende della lavorazione delle produ-
samente tra i materiali assimi- agricole dovrebbe soggiacere zioni animali.
labili ai liquami zootecnici - alla disciplina dell’emanando Nel caso di conferimento di
oggetto esclusivo di tale de- decreto ministeriale, in quan- rifiuti o sottoprodotti delle
creto - miscele di liquami e to provenienti da aziende fun- lavorazioni vegetali, il tra-
prodotti o residui delle pro- zionalmente connesse con sporto all’impianto di biogas
duzioni vegetali. Si ritiene tut- l’azienda sede dell’impianto di aziendale di questi materiali
tavia che tale assimilazione sia cui si utilizzano i liquami di- soggiace alla disciplina del
implicita dal momento che, in geriti all’interno del ciclo D. Lgs. 22/97, per cui è ri-
un allegato al Decreto stesso, agronomico. chiesto il formulario di iden-
viene prevista tra i vari tratta- In questo quadro il trasporto tificazione.
menti anche la digestione del materiale digerito necessi- L’utilizzazione agronomica
anaerobica di liquami zootec- ta di una documentazione di del materiale digerito si con-
nici misti a colture energeti- accompagnamento conte- figura come operazione di
che e a prodotti residuali del- nente almeno le seguenti in- recupero così come prevista
le produzioni vegetali. formazioni: dall’art. 6, comma h (allegato
All’interno del ciclo di utiliz- - estremi identificativi dell’a- C, operazione di recupero
zazione (produzione, stoccag- zienda da cui origina il ma- R10) del suddetto decreto e
gio, trattamento, trasporto, teriale trasportato e del suo può avvenire nel rispetto
spargimento sul suolo), il tra- legale rappresentate; delle disposizioni regionali
sporto dell’effluente zootecni- - natura e quantità degli ef- sull’utilizzazione agronomi-
co da uno stadio all’altro del fluenti; ca degli effluenti zootecnici.
ciclo stesso soggiace quindi - identificazione del mezzo di Nel caso di conferimento di
alla disciplina dell’emanando trasporto; sottoprodotti di origine ani-
decreto ministeriale. Ciò in - estremi identificativi dell’a- male si ricade nel campo ap-
quanto il nostro Paese si è av- zienda destinataria (se di- plicativo della disciplina, ab-
valso della facoltà concessa versa dall’azienda produt- bastanza complessa come
agli Stati membri dell’Ue di trice) e del suo legale rap- iter procedurale, autorizza-
non applicare le disposizioni presentate; zioni e controlli, del Regola-
sanitarie, previste dal Regola- - estremi della comunicazio- mento (Ce) 1774/2002, il
mento (Ce) 1774/2002 (art. ne all’Autorità competente, che porta a ritenere poco
7), sulla raccolta, il trasporto e redatta dal legale rappre- proponibile per l’azienda
il magazzinaggio dello stallati- sentate dell’azienda da cui ospitante l’impianto di bio-
co (effluente zootecnico) origina il materiale traspor- gas, il ritiro di tali materiali.
quando trasportato tra due tato. Un’eccezione potrebbe esse-
punti della stessa azienda re fatta per il latte (e ragione-
agricola o tra aziende agricole Con scarti dell’industria volmente anche per il siero
e utenti situati nello stesso agro-alimentare di latte) e per il contenuto
Stato membro. Uno specifico In aggiunta agli effluenti zoo- del tubo digerente, separato
Accordo tra Stato e Regioni tecnici e alle biomasse vegeta- da questo ultimo, di animali
del luglio 2004 ha sancito tale li prodotte in azienda o fuori macellati, perché in questo
decisione. azienda potrebbero essere caso l’impianto non necessi-
Anche il trasporto all’impian- conferiti all’impianto rifiuti ta del riconoscimento ai sen-
to di biogas delle biomasse della preparazione e del tratta- si del regolamento sopra ci-
vegetali e degli scarti vegetali mento di conserve vegetali o tato.


27

PIÙ SEMPLICE
PER L’AZIENDA
SUINICOLA Le tipologie impiantistiche oggi disponibili
prevedono investimenti più o meno elevati. Negli
allevamenti suinicoli si è diffuso uno schema
d’impianto elementare, con semplici teli di
copertura delle vasche di stoccaggio. Nel caso dei
liquami bovini, invece, così come nella codigestione
con altro materiale organico, si rendono necessarie
attrezzature più evolute che consentono la
miscelazione, la coibentazione e il controllo della
temperatura di reazione.

L a quantità e la qualità
delle deiezioni prodotte nei diversi allevamenti zootec-
nici è molto variabile e dipende da diversi fattori, tra i
quali lo stadio fisiologico e di crescita dell’animale e il re-
gime alimentare. È quindi difficile stabilire delle rese me-
die in biogas. Recentemente un network europeo
(www.adnett.org), di cui fa parte anche il Crpa, ha defini-
to che in condizioni ottimali (sia per le caratteristiche dei
liquami che del processo di digestione anaerobica) dai


28 ????

liquami bovini e suini si possono ottenere approccio empirico, raccomandando la co-
le produzioni di biogas sotto indicate. pertura di superfici corrispondenti a un mi-
Per sfruttare convenientemente la possibi- nimo di 30 fino a un massimo di 90 giorni di
lità di utilizzare il biogas, è oggi disponibi- ritenzione idraulica del liquame (rapporto
le per le aziende singole una tecnologia tra il volume del bacino coperto e il volume
semplificata e a basso costo per il trattamen- del liquame caricato giornalmente).
to anaerobico dei reflui (figure a fianco), che
sta riscuotendo l’interesse in particolare Liquami riscaldati col calore
dei suinicoltori. Questa prevede la sempli- autoprodotto
ce copertura con teli in materiale plastico Lo schema più efficiente è comunque
dei lagoni o delle vasche di stoccaggio, con il quello che prevede le seguenti attrezzature:
risultato di: - la realizzazione di più bacini, di cui il pri-
1. ridurre le emissioni maleodoranti; mo per separare i solidi e i successivi per
2. stabilizzare i liquami; lo stoccaggio;
3. raccogliere il biogas prodotto durante il - la copertura del primo bacino per la cap-
processo. tazione del biogas;
Non esiste una procedura standardizzata di - l’utilizzo di una serpentina per l’acqua
dimensionamento e di previsione della calda immersa nella vasca coperta per il
quantità di biogas prodotto. Le ditte che rea- riscaldamento dei liquami.
lizzano questo tipo di impianti utilizzano un La serpentina di riscaldamento è necessa-

Rese in biogas in condizioni ottimali
liquame prodotto
da una vacca da latte del Si possono ottenere
peso vivo medio di 500 kg

liquame prodotto da un
suino da ingrasso del Si possono ottenere
peso vivo medio di 85 kg


29

Impianto con semplice copertura della vasca
rotovaglio serbatoio di stoccaggio

biogas agli utilizzi

sistema galleggiante
di raccolta gas
frazione solida
vasca di raccolta
e sollevamento lagone o vasca di accumulo

Con copertura e riscaldamento dei liquami
sistema di copertura e
raccolta biogas a singola
o a doppia membrana
rotovaglio biogas agli utilizzi

frazione solida
vasca di raccolta acqua calda
e sollevamento
energia
elettrica

biogas sistema di riscaldamento

cogeneratore Sopra, due ipotesi di
impianto semplificato. In
caso di riscaldamento dei
liquami spesso questo si
ottiene utilizzando il
0,750 m3 di biogas calore autoprodotto.
al giorno

0,100 m3 di biogas
al giorno


30 ????

ria qualora si vogliano evitare sbalzi di pro- del 60-70%. Gran parte dell’energia termi-
duzione di biogas legati alla stagionalità (a ca così prodotta può essere utilizzata per il
temperature basse corrispondono basse riscaldamento del digestore.
produzioni). Il liquame può essere digerito A seconda della tecnologia adottata (impianti
a temperatura controllata, preferibilmente semplificati a freddo o con sistema di riscal-
tra i 35 e i 37 °C; in questo caso la con- damento), la produzione di biogas ottenibile
centrazione di metano nel biogas è media- può variare da 25 m3/anno ogni 100 kg di pe-
mente del 65%. so vivo suino (pari a 15 m3/anno di metano) a
Trattandosi di impianti semplificati non è 32 m3/anno (circa 21 m3/anno di metano).
sempre possibile realizzarli in modo che la
temperatura del reattore si mantenga co- Quando occorre un reattore
stante. In molti casi la serpentina interna più complesso
alla vasca serve per utilizzare il calore di Tale tipologia impiantistica semplificata non è
cogenerazione, con variazioni di tempera- adatta se si vogliono co-digerire con i liquami
tura da un minimo di 20-25 °C in inverno suini anche colture energetiche e/o scarti or-
fino a un massimo estivo anche superiore ganici agroindustriali; in questo caso è consi-
ai 35 °C. gliabile il reattore completamente miscelato
In questo caso la cogenerazione è la solu- (CSTR), coibentato e operante in mesofilia
zione più conveniente, perché permette di e/o termofilia (figura a fianco).
produrre energia elettrica con una resa del Nel caso di codigestione con i liquami zoo-
20-30% ed energia termica con una resa tecnici di colture energetiche e/o scarti orga-
nici agroindustriali, è necessaria la presenza
in testa al digestore di un sistema di alimen-
tazione che tagli e sminuzzi i co-substrati, e
ne consenta la dosatura e la pesatura.
Sempre all’interno dell’allevamento suino,
quando è presente un impianto di depura-
zione biologico aerobico per diminuire il ca-
rico di nutrienti (in particolare azoto) del li-
quame, può essere interessante l’inserimento
della digestione anaerobica nella linea di trat-
tamento depurativo per ridurne, grazie al re-
cupero energetico, il costo di esercizio (sche-
ma a lato). È possibile con il biogas recupera-

A fianco, dall’alto:
schema di impianto
completamente
miscelato (CSTR),
coibentato e
operante in mesofilia
o termofilia;
inserimento della
digestione
anaerobica in un
impianto di
depurazione aerobico
su liquami suini.
In questa pagina,
alcuni esempi di
sistemi di
alimentazione di
biomasse solide nel
digestore.


31

Cosigestione di liquami e altre colture energetiche o scarti organici
biogas

scarico liquami
digeriti gasometro

mantello
scambiator digestore CSTR

rotovaglio energia
elettrica

acqua calda

frazione solida cogeneratore
vasca di raccolta
e sollevamento

Digestione anaerobica in presenza del depuratore aziendale

STABILIZZATORE USO
STOCCAGGIO AGRONOMICO
frazione
solida

fango DIGESTORE digestato
CENTRIFUGA
ANAEROBICO

liquame FLOTTATORE fango chiarificato
grezzo supero
DIGESTORE effluente FOGNATURA
chiarificato AEROBICO PUBBLICA

STOCCAGGIO
FERTIRRIGAZIONE

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