GESTIONE SOSTENIBILE DEGLI EFFLUENTI ZOOTECNICI

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Istituto per l‘ Energia Rinnovabile
GESTIONE SOSTENIBILE DEGLI
EFFLUENTI ZOOTECNICI
Stima del potenziale di produzione
di biogas nellÁlta Val di Non
Studio di fattibilità di un impianto di
Biogas
Versione documento 1.2
Autore: Ing. Michela Langone
Coordinamento e Revisione: dott. Daniele Vettorato, PhD
([email protected])
Bolzano, Dicembre 2012
Bolzano - GESTIONE SOSTENIBILE DEGLI EFFLUENTI ZOOTECNICI
1
2
INDICE
Premessa ..................................................................................................... 7
1. Inquadramento relativo allo studio di fattibilità ................................................... 8
1.1.
La zootecnia e la gestione degli effluenti di allevamento in Trentino ................. 8
1.2.
La zootecnia e la gestione degli effluenti di allevamento in Alta Val di Non ........10
1.3.
Obiettivi dello studio .........................................................................12
1.4.
Metodologia di lavoro adottato .............................................................13
2. Inquadramento Normativo ............................................................................14
2.1.
Gestione degli effluenti di allevamento ...................................................14
2.2.
Incentivi per la sostenibilità ambientale delle attività agricole e zootecniche......18
2.3.
Digestione anaerobica e gestione del digestato ..........................................19
2.4.
Digestione anaerobica: regime autorizzativo .............................................21
2.5.
Promozione e incentivazione della produzione di energia da fonti rinnovabili ......23
2.6.
Impatti ambientali legati agli impianti a biogas ..........................................27
2.7.
Biometano ......................................................................................28
3. La Digestione Anaerobica .............................................................................29
3.1.
I Principi del processo biologico ............................................................29
3.2.
Le tecnologie per la digestione anaerobica ...............................................32
3.3.
La co-digestione anaerobica.................................................................32
3.3.1.
Le matrici addizionabili agli effluenti zootecnici .....................................33
4. Il settore zootecnico in Alta Val di Non.............................................................35
4.1.
Inquadramento territoriale ..................................................................35
4.2.
Consistenza degli allevamenti nell’Alta Val di Non ......................................38
4.3.
Ubicazione degli allevamenti ...............................................................41
4.4.
Stima produzione Liquame e Letame ......................................................42
4.5.
Carichi zootecnici e distribuzione della superficie agricola ............................46
5. Analisi del potenziale energetico ricavabile dalla digestione anaerobica .....................51
5.1.
Potenzialità energetica degli effluenti zootecnici e delle biomasse ..................51
5.2.
Potenzialità dal settore agro-industriale in Alta Val di Non ............................53
5.3.
Potenziale di produzione di biogas ed energia dell’Alta Val di Non dal comparto
zootecnico...............................................................................................54
5.3.1.
Verifica della potenzialità energetica dell’Alta Val di Non .........................58
6. Dimensionamento di un impianto interaziendale P <300 kWel ..................................60
6.1.
Substrati alimentati all’impianto ...........................................................60
6.2.
Tecnologia di processo .......................................................................60
6.3.
Produzione di energia ........................................................................62
3
6.4.
Strutture e apparecchiature dell’impianto................................................63
6.4.1.
Stoccaggio biomasse in ingresso .........................................................63
6.4.2.
Sistema di dosaggio ed alimentazione ..................................................64
6.4.3.
Digestori ....................................................................................64
6.4.4.
Separatore solido/liquido ................................................................66
6.4.5.
Stoccaggi digestati ........................................................................66
6.4.6.
Cogeneratore ...............................................................................66
6.4.7.
Biofiltro .....................................................................................67
6.4.8.
Vasca di prima pioggia ....................................................................67
6.5.
Tecnologie possibili per il trattamento del digestato ...................................68
6.5.1.
Trattamenti di separazione solido/liquido .............................................68
6.5.2.
Processi biologici di rimozione dell’azoto .............................................69
6.5.3.
Trattamenti chimico/fisici ...............................................................70
7. Valutazione economico-finanziaria ..................................................................72
7.1.
Analisi di fattibilità economica e finanziaria di un impianto a biogas consortile
(P< 300 kWel) in Alta Val di Non .....................................................................73
7.2.
Parametri tecnico-economici assunti per l’analisi economica-finanziaria............75
7.2.1.
Costo di spandimento degli effluenti zootecnici ......................................75
7.2.2.
Costo della biomassa in ingresso ........................................................76
7.2.3.
Impianto di Biogas .........................................................................76
7.2.4.
Processo di rimozione biologica dell’azoto ............................................78
7.2.5.
Strippaggio .................................................................................79
7.2.6.
Costo di trasporto e di spandimento del digestato ...................................80
7.2.7.
Entrate ......................................................................................80
7.2.8.
Flusso di cassa netto ......................................................................81
7.3.
7.3.1.
Analisi economica e finanziaria .............................................................82
Ulteriori considerazioni all’analisi tecnico economica e finanziaria ...............91
8. Analisi degli impatti ambientali derivanti dall’impianto a biogas ..............................92
8.1.
Utilizzo risorse naturali ed energetiche ...................................................92
8.2.
Emissioni odorose .............................................................................92
8.3.
Scarichi idrici ed inquinamento al suolo ...................................................94
8.4.
Rumore .........................................................................................94
8.5.
Stabilità e sicurezza geologica ..............................................................94
8.6.
Trasporti .......................................................................................94
8.7.
Impatto visivo .................................................................................95
9. Alternativa alla produzione elettrica: Biometano .................................................96
4
9.1.
Tecnologie di upgrading del biogas a biometano .........................................96
9.2.
Compressione ed immissione in rete .......................................................98
9.3.
Upgrading del biogas a biometano in Alta Val di Non ...................................98
10.
Considerazioni conclusive ....................................................................... 100
Bibliografia ............................................................................................... 103
Allegato 1 - Consistenza degli allevamenti .......................................................... 105
Allegato 2 - Geolocalizzazione degli allevamenti ................................................... 107
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6
Premessa
Il presente elaborato si inquadra nell’ambito del più ampio “Studio di fattibilità tecnicoeconomica e diagnosi energetiche relative a produzione, recupero, trasporto e distribuzione di
calore derivante dalla cogenerazione o dall’utilizzo delle fonti rinnovabili di energia dei
Comuni dell’Alta Val di Non” conferito in data __/__/2012 all’Ente di Ricerca EURAC da parte
dei comuni dell’Alta Val di Non.
La presente indagine fornisce dapprima una serie di valutazioni ambientali e normative sulla
gestione degli effluenti zootecnici e analizza in seguito le problematiche e le risorse del settore
agro-zootecnico dell’Alta Val di Non. Nello specifico, il documento è relativo ad uno studio di
fattibilità tecnico-economica per la localizzazione e realizzazione di uno o più impianti consortili
di digestione anaerobica (DA) e delle eventuali sezioni di post – trattamento del digestato,
finalizzati alla valorizzazione energetica degli effluenti zootecnici.
Lo studio è stato condotto tenendo conto del duplice obiettivo di:
• ridurre l'impatto ambientale provocato dalla gestione degli effluenti zootecnici in una
zona ad alta vocazione turistica come l’Alta Val di Non, effettuando una stabilizzazione
biologica degli stessi con un processo di DA. Il successivo impiego in agricoltura
dell’effluente della DA, il digestato, comporta una serie di vantaggi rispetto all’impiego
diretto degli effluenti zootecnici non trattati, tra cui il contenimento dell’inquinamento
del suolo e delle falde nonché degli odori e delle emissioni in atmosfera.
• valorizzare gli effluenti zootecnici mediante il processo di DA ed effettuare un’analisi
della filiera del biogas prodotto considerando il suo utilizzo sia in cogenerazione per la
produzione di energia elettrica e termica sia per usi diversi quali la produzione di
biometano per l’immissione nella rete del gas o per autotrazione.
Il presente documento si propone dunque di fornire indicazioni per l’analisi della problematica
legata alla gestione degli effluenti zootecnici, proponendo una panoramica del vasto contesto
normativo e tecnologico nonché linee guida per una corretta progettazione del sistema di
gestione degli effluenti e gestione degli impatti ambientali.
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1. Inquadramento relativo allo studio di fattibilità
1.1. La zootecnia e la gestione degli effluenti di allevamento in
Trentino
La Produzione Lorda Vendibile (PLV) della Provincia di Trento, che costituisce la quantificazione
monetaria dei beni finali prodotti dalle imprese del settore agro-forestale e destinati al
mercato, realmente venduti e non auto consumati, è cresciuta nel comparto zootecnico di circa
il 10% durante il quinquennio 2000- 2004 per poi mantenersi costante fino al 2007 attorno ad un
valore di 111.225.000 euro (Piano di Sviluppo Rurale 2007 -2013, 2007; Rapporto agricoltura
PAT). Nel quinquennio 2000 - 2004, il comparto zootecnico ha denotato un lieve ma
incoraggiante incremento rispetto agli anni precedenti soprattutto nella produzione di latte da
vacca (+51%) e nell’allevamento degli ovini, caprini, equini (+22%) e trote (+27%) mentre vi è
stato un ridimensionamento per gli avicoli e i bovini da carne.
La sempre più crescente attenzione verso gli aspetti ambientali e la pianificazione e gestione
territoriale hanno però messo in evidenza le criticità del settore zootecnico, soprattutto a causa
delle profonde trasformazioni che l’attività zootecnica ha subito nel corso degli ultimi decenni.
Si è assistito, infatti, in Trentino così come a livello nazionale, ad una trasformazione del settore
con una progressiva intensificazione, che ha visto una marcata riduzione del numero di aziende
zootecniche, passando da 2.980 aziende nel 2003 a 2.100 nel 2007. In contrapposizione, si è
assistito ad un aumento sensibile della dimensione media delle aziende e della produzione
unitaria nonché ad un aumento degli acquisti degli alimenti zootecnici per soddisfare le
crescenti esigenze degli animali. (Odorizzi et al., 2006). Ciò ha comportato una serie di
difficoltà legate soprattutto alla gestione degli effluenti zootecnici.
Gli effluenti zootecnici, definiti come insieme delle deiezioni palabili e non palabili (DM 7 aprile
2006), risultano inquinanti, in quanto ricchi di azoto, fosforo e potassio. Anche i farmaci,
somministrati agli animali, possono passare attraverso tale via nell'ambiente e residuare nei
suoli, nei vegetali, nelle acque e quindi negli alimenti. Non pochi sono i problemi legati anche al
rilascio di emissioni in atmosfera derivanti da letami e liquami ed al consumo di energia elettrica
principalmente per le esigenze di raffrescamento delle stalle. A seguito dell’intensificazione
degli allevamenti, è inoltre cambiato anche il tipo di stabulazione, soprattutto per la categoria
dei bovini. Da un punto di vista strutturale e gestionale, la stabulazione libera ha preso il
sopravvento rispetto alla stabulazione fissa per i notevoli vantaggi di natura economica ed
igienico-sanitaria per gli animali: ottimizzazione dei tempi di lavoro e degli spazi, benessere e
fertilità degli animali (Odorizzi et al., 2006). Ciò ha comportato una riduzione del materiale di
lettiera (paglia, torba, segatura, etc.) ed una maggiore produzione di un effluente in forma
liquida, non palabile, più difficile da gestire ed utilizzare in agricoltura. Da un allevamento di
tipo tradizionale, dove gli escrementi animali erano conglomerati con la paglia a formare il
letame, utilizzato come fertilizzante in ampie superfici di pascolo e/o agricole, si è dunque
passati ad un allevamento “senza terra”, con allevamenti medio-grandi, caratterizzati da una
maggiore produzione di reflui allo stato liquido, liquami zootecnici, costituiti da una miscela di
deiezioni animali ed acqua di lavaggio. Per contro le superfici agricole utili per lo spandimento
risultano di estensione ridotta e/o di non facile accesso per la conduzione delle pratiche
colturali (Moriconi, 2001).
L’utilizzazione diretta mediante distribuzione sul terreno degli effluenti zootecnici, per lo più
sotto forma di letame, ha rappresentato in passato la migliore soluzione gestionale, ambientale
ed agronomica in virtù degli effetti positivi sull’apporto dei nutrienti e sulla struttura del
terreno. Ad oggi, tale pratica non è più sostenibile. Infatti, a causa di una prevalenza di
liquame, pur rispettando un equilibrato rapporto tra azoto immesso (numero capi allevati) e
superficie coltivata, se non opportunamente pianificata, la gestione degli effluenti zootecnici
può comportare una serie di problematiche aziendali (necessità di adeguate volumetrie di
stoccaggio) ed ambientali (riduzione dell’efficienza di utilizzazione dei nutrienti in essi
contenuti, impatto odoroso sgradevole e persistente, inquinamento delle acque superficiali e
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delle falde acquifere). Inoltre dal punto di vista economico lo spandimento del liquame,
piuttosto che letame, rappresenta di solito una spesa onerosa nel bilancio complessivo delle
aziende. Resta comunque saldo il concetto che la pratica di spandimento degli effluenti
zootecnici, deve essere considerata come mero strumento agronomico di produzioni delle rese e
non come mezzo di smaltimento. Le problematiche evidenziate si sono via via accentuate
incrociandosi con la crescente sensibilità della collettività nei confronti delle problematiche
ambientali.
La gestione degli effluenti zootecnici rappresenta dunque, ad oggi, una delle maggiori criticità
degli allevamenti. Per questo negli ultimi anni molte norme (comunitarie, nazionali e regionali)
hanno regolamentato questa materia. Il Piano di Sviluppo Rurale (PSR) della Provincia Autonoma
di Trento (PAT) pone “primaria importanza alla salubrità dell'ambiente e alla qualità del
paesaggio non solo per il benessere della produzione locale, ma anche per l'attrazione turistica”
(Piano di Sviluppo Rurale 2007 -2013, 2007). In quest'ottica, nel PSR, è stata posta particolare
attenzione alla definizione della norma di condizionalità introdotta con la Riforma di Medio
Termine della Politica Agricola Comunitaria (PAC) del 2003 (conosciuta anche come
ecocondizionalità o cross-compliance) che ha il duplice obiettivo di incrementare la sostenibilità
ambientale delle attività agricole e, nel contempo, di favorire una maggiore accettabilità sociale
dellágricoltura, corrispondendo alle esigenze di compatibilità ambientale, paesaggistica e di
produzione di alimenti sani e di qualità che i cittadini dellÚnione richiedono al settore
primario. Il PSR del Trentino è andato oltre il recepimento delle disposizioni nazionali,
integrando le norme in funzione delle specificità locali, ad esempio inserendo nella norma della
"condizionalità" per il 2006 un rinvio alle previsioni del "Piano di Risanamento delle acque",
relativamente alla gestione e allo spandimento economico degli effluenti zootecnici, unitamente
ad alcune prescrizioni sulla gestione del pascolo permanente e al divieto di spandimento di reflui
agroindustriali (Piano di Sviluppo Rurale 2007 -2013, 2007). La politica sviluppata
dall’assessorato in provincia di Trento è dunque improntata alla salvaguardia e promozione di
aziende zootecniche di definite dimensioni in grado di dimostrare un forte legame con il
territorio esercitando la propria attività nel rispetto dell’ambiente.
Nel settore zootecnico, da sempre, fondamentale è stato l’apporto della cooperazione. La
Federazione provinciale allevatori ha contribuito nel corso degli anni al miglioramento genetico
del patrimonio bovino, ha fornito assistenza agli allevatori nella soluzione di problemi tecnici, ha
attivato corsi di aggiornamento per gli addetti; ha contribuito a migliorare la produttività dei
prati, ad agevolare l’attività commerciale svolta dagli associati. Dall’altro lato anche i caseifici
sociali hanno svolto la loro funzione di concentrazione dell’offerta e valorizzazione della
produzione zootecnica. Inoltre, la Provincia riserva un importante sostegno alle attività
zootecniche legate, in particolar modo, agli ambienti difficili e svantaggiati di montagna con
l’erogazione di premi compensativi per gli svantaggi legati a pratiche ecocompatibili.
Nell’ultimo decennio, nel territorio trentino, molti Enti ed Istituzioni, sono stati coinvolti in un
percorso di identificazione delle possibili soluzioni alla problematica della gestione degli
effluenti di allevamento. In particolar modo sono stati condotti differenti studi, talvolta
partecipati con le Comunità di Valle, che hanno contribuito a formare una concezione del
problema condivisa nonché una maggiore percezione delle potenzialità degli effluenti zootecnici
come risorsa energetica. Le attuali tecnologie di digestione anaerobica permettono di
valorizzare gli effluenti zootecnici producendo energia e limitando la produzione di emissioni in
atmosfera. Le sezioni di post-trattamento del digestato permettono di risolvere il problema
dello smaltimento dei reflui riducendo i carichi di azoto ai campi. La produzione di biogas nel
settore agro-zootecnico ha, negli ultimi anni, dimostrato una dinamicità molto interessante che
ha portato, secondo un’indagine condotta dal Centro Ricerche Produzioni Animali (C.R.P.A.) alla
realizzazione di 521 impianti per circa 350 MW di potenza elettrica installata sul territorio
nazionale (Claudio Fabbri et al., 2011). Gli effluenti zootecnici quindi da onere diventano risorsa
sia ambientale che energetica ed economica.
9
1.2. La zootecnia e la gestione degli effluenti di allevamento in Alta
Val di Non
L’Alta Val di Non è l’area più settentrionale della Val di Non e rientra nel bacino del Noce, tra le
province di Trento e di Bolzano.Il suo territorio comprende i comuni di Amblar, Cavareno,
Dambel, Don, Fondo, Malosco, Romeno, Ronzone, Ruffrè e Sarnonico. E’ possibile suddividere
l’area dell’Alta Val di Non in una fascia “di montagna”, a vocazione turistica, in cui l’agricoltura
non è più praticata e una fascia “bassa” a contatto con il lago, che manifesta una vocazione
agricola basata sulla monocoltura della mela. Tra queste vi è una fascia territoriale“mediana” a
vocazione mista turistica, agricola ed artigianale-industriale.
La superficie complessiva dei 9 comuni dell’Alta Val di Non risulta di poco superiore ai 100 kmq
rispetto ai 600 kmq dell’intera Valle di Non e ai 6.213 kmq dell’intera provincia.
Fig. 1 Orografia Alta Val di Non. Elaborazione EURAC su dati provinciali.
In particolare nell’Alta Val di Non, dove sono difficili molti tipi di colture, l’attività zootecnica è
uno dei principali settori, rivestendo un peso di primo rilievo nell’economia del territorio,
considerando anche il suo contributo al valore della produzione agricola trentina. Tale aspetto
ha portato l’Alta Val di Non a differenziarsi dal rimanente contesto complessivo della Valle di
Non che risulta invece caratterizzato dalla coltura intensiva della mela.
Dall’analisi condotta in Alta Val di Non emerge che il settore dell’allevamento bovino è più
sviluppato rispetto agli altri allevamenti zootecnici (Tabella 1 - Tabella 2). Gli allevamenti di
suini, ovini, caprini, avicoli ed equini sono praticati in misura minore, in alcuni casi trascurabile.
Vi è un numero elevato di piccoli allevamenti familiari di conigli ed api. Considerando i soli
allevamenti bovini, il numero di aziende zootecniche presenti in Alta Val di Non è pari a pari a
62 per un totale di capi bovini allevati di 3.033 rispetto ai 45.031 dell’intera provincia (Dati
ISTAT 2010). L’allevamento dei bovini ha subito, rispetto al passato, un passaggio da un
allevamento di tipo estensivo ad uno di tipo intensivo, che diventa attività primaria di fonte di
reddito almeno per quei comuni che hanno un elevato numero medio di capi per azienda, come
accade, ad esempio, per Cavareno, Romeno e Ronzone (mediamente circa 100 capi per azienda).
I rimanenti comuni dell’Alta Val di Non sono caratterizzati da un numero medio di capi per
azienda di circa 30.
L’allevamento di tipo intensivo e la contemporanea contrazione della produzione foraggicola
locale stanno compromettendo la sostenibilità del settore zootecnico in Alta Val di Non.
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L’attuale gestione degli effluenti zootecnici prevede lo spandimento agronomico dei liquami e
dei letami tal quali. In particolare, nelle pratiche di smaltimento dei liquami le criticità
principali riguardano i carichi di azoto e l’impatto odorigeno di tale pratica.
Tabella 1 Numero di aziende per comune e provincia
Tipologia di Allevamento
Trento (TOTALE)
Val di Non (TOTALE)
Tipologia di Allevamento
Alta Val di Non (TOTALE)
Totale
bovini e
bufalini
totale
suini
1.418
totale
ovini e
caprini
118
174
Totale
totale
bovini e
suini
bufalini
13
totale
avicoli
446
198
20
totale
ovini e
caprini
totale equini, struzzi,
conigli, api e altri
allevamenti
1.838
15
totale
avicoli
164
struzzi, conigli,
api e altri
allevamenti
totale
equini
62
8
9
8
9
59
Amblar
1
..
1
1
1
23
Cavareno
9
2
1
..
4
4
Dambel
6
2
..
1
..
1
Don
4
..
..
..
..
3
14
1
1
2
3
15
Malosco
2
..
1
..
..
2
Romeno
11
..
1
2
..
2
Ronzone
2
..
1
..
..
..
Ruffrè-Mendola
3
2
3
1
1
3
10
1
..
1
..
6
Fondo
Sarnonico
Dati ISTAT 2010. 6° Censimento dell’Agricoltura
Tabella 2 Numero di capi totali per comune e provincia
Tipo allevamento
totale bovini e
bufalini
Trento (TOTALE)
totale suini
totale ovini e
caprini
totale avicoli
45.031
5.430
33.677
1.060.257
Val di Non (TOTALE)
6.071
69
255
289
3.033
50
70
200
Amblar
40
3
..
50
Cavareno
789
8
18
..
Dambel
171
4
..
10
90
..
..
..
Don
Fondo
378
25
7
47
Malosco
41
..
16
..
Romeno
1.012
..
8
33
Ronzone
186
..
12
..
82
7
9
45
244
3
..
15
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
Dati ISTAT 2010. 6° Censimento dell’Agricoltura
11
1.3. Obiettivi dello studio
Il territorio trentino risulta caratterizzato da sempre più numerose aree circoscritte dove vi è un
intensificazione degli allevamenti zootecnici e dunque problematiche legate alla gestione delle
deiezioni zootecniche. Anche nel contesto dell’Alta Val di Non si è assistito ad un graduale
passaggio dalle piccole stalle con ampie superfici di pascolo e/o agricole ad allevamenti mediograndi con superfici utilizzate di estensione sostanzialmente ridotta e/o di non facile accesso
per la conduzione delle pratiche colturali. Tale cambiamento è stato accompagnato da un
aumento dell’utilizzo di alimenti extra aziendali, da un modesto impiego di lettiera,
dall’inadeguatezza dei volumi di stoccaggio che costringono gli allevatori a volte a distribuzioni
intempestive. Tutti questi, fattori che hanno contribuito a compromettere la sostenibilità del
comparto zootecnico.
Il presente studio si pone l’obiettivo di identificare nuove strategie di gestione degli effluenti
zootecnici nell’area dell’Alta Val di Non, sia per minimizzare l’impatto ambientale degli
allevamenti sia per valorizzare gli effluenti-zootecnici nonché gli scarti agricoli eventualmente
disponibili sul territorio.
La soluzione individuata è finalizzata alla stabilizzazione biologica degli effluenti zootecnici ed
alla loro valorizzazione energetica mediante processo di digestione anaerobica, che consente il
recupero energetico mediante la produzione di biogas e il suo utilizzo (cogenerazione e/o
biometano per autotrazione). Sono stati inoltre considerati alcuni scenari per
recupero/rimozione dell’azoto e trattamenti fisici del digestato (separazione solido / liquido)
tutti finalizzati al suo impiego ottimale in agricoltura.
Lo studio ha permesso di individuare la potenzialità massima di produzione energetica a partire
dalle risorse presenti nel territorio dell’Alta Val di Non e i possibili scenari localizzativi di
impianti di digestione anaerobica destinati alla produzione di biogas e/o biometano. La
tipologia, la taglia e la posizione degli impianti di trattamento degli effluenti zootecnici sono
stati individuati sulla base delle problematiche e delle risorse del territorio, del quadro
normativo e a seguito di un’attenta analisi di sostenibilità tecnico/economica, considerando sia
ipotesi di centralizzazione sia di decentralizzazione degli impianti.
Il territorio dell’Alta Val di Non è stato ed è tutt’oggi oggetto di molte indagini condotte al fine
di analizzare i problemi legati agli allevamenti zootecnici. Sono stati condotti studi da Enti ed
Istituzioni fra cui l’Istituto Agrario di San Michele all'Adige (IASMA), l’Agenzia Provinciale per la
Protezione dell’Ambiente (APPA), il Servizio Energia della PAT. Ciò ha portato ad una maggiore
consapevolezza nei comuni dell’area di studio sia delle problematiche che delle potenzialità del
settore zootecnico. Tale consapevolezza rappresenta oggi un punto di forza dei comuni dell’Alta
Val di Non che intendono, attraverso un percorso compartecipato delle differenti realtà locali,
salvaguardare il proprio territorio in un’ottica di sviluppo sostenibile, valorizzazione delle risorse
e conservazione dell’ambiente naturale mediante strategie comuni.
12
1.4.
Metodologia di lavoro adottato
Lo studio ha richiesto un’analisi approfondita del campo di indagine costituito dalle seguenti
componenti: stato attuale dell’ambiente ed del territorio, stato dell’arte dell’attività
zootecnica ed agricola, normativa di settore nazionale e provinciale, sistema degli incentivi,
tecnologie di trattamento.
Il programma di lavoro adottato ha previsto:
 un’indagine conoscitiva relativa a:
 approfondimento dello stato di fatto della zootecnia locale: numero aziende
zootecniche, tipologie allevamento, numero capi, geolocalizzazione delle aziende, tipo
di stabulazione, tipologia materiale di lettiera, stima della produzione di
letame/liquame;
 analisi dell’attuale gestione effluenti zootecnici, determinazione dei carichi potenziali
di azoto dal settore zootecnico e stima degli ettari adatti allo spandimento in ogni
comune, determinazione delle superfici agricole utilizzabili (SAU), problemi di
stoccaggio e spandimento;
 presenza di altre biomasse idonee ad essere avviate al processo di digestione
anaerobica per la produzione di biogas.
 un’analisi della vigente normativa nazionale e provinciale inerente:
 gestione degli effluenti di allevamento;
 produzione di biogas e biometano;
 incentivazione della produzione di energia da fonti rinnovabili;
 regime autorizzativo degli impianti a biogas;
 problematiche ambientali, quali emissioni in atmosfera; scarichi, rumori, etc
 definizione di differenti scenari localizzativi della filiera di gestione degli effluenti
zootecnici ed individuazione della soluzione ottimale;
 progettazione preliminare della sezione di digestione anaerobica e dell’unità di
cogenerazione per la produzione di energia elettrica e termica ed indicazioni delle possibili
strategie di post – trattamento del digestato;
 individuazione di differenti scenari di gestione degli effluenti zootecnici e studio di
fattibilità tecnico-economica e finanziaria;
 segnalazione delle misure da adottare per mitigare gli impatti ambientale di un impianto di
biogas;
 considerazioni sulla produzione di biometano mediante processo di up-grading.
La scelta tra le diverse soluzioni tecniche è stata effettuata considerando la fattibilità, i
vantaggi, gli svantaggi e le opportunità delle diverse tipologie di trattamento, valutando anche
soluzioni innovative.
La principale documentazione assunta alla base dell’analisi conoscitiva e delle valutazioni
tecnico, economiche e finanziarie consiste in:
 Dati forniti dal Servizio Territoriale Valle di Non: U.O. Igiene e Sanità Pubblica Veterinaria
(n. aziende, capi, tipologia stabulazione, geolocalizzazione);
 5° Censimento generale dell'agricoltura, 2000. ISTAT;
 6° Censimento dell’Agricoltura, Luglio 2012. ISTAT;
 Rapporto Finale- “Strategie per la gestione sostenibile degli effluenti di allevamento del
territorio dell’Alta Valle di Non”, Giugno 2008. Committente Comune di Cavareno.
Fondazione Edmund Mach (FEM)- Istituto Agrario di San Michele all’Adige;
 Piano di Sviluppo Rurale 2007 -2013. PAT- Assessorato all'Agricoltura Commercio e Turismo;
 Servizio Urbanistica e Tutela del Paesaggio PAT: cartografia di base e tematiche.
 Articoli e dati di letteratura.
13
2. Inquadramento Normativo
La gestione degli effluenti zootecnici si inserisce in una vasto panorama legislativo europeo e
nazionale, nonché regionale e provinciale. Gli effluenti zootecnici rientrano, infatti, nelle norme
ambientali in materia di utilizzazione agronomica, promozione dell’energia da fonti rinnovabili,
emissioni in atmosfera. Di seguito sono riportate le principali normative che disciplinano
differenti aspetti connessi alla gestione degli effluenti zootecnici.
2.1. Gestione degli effluenti di allevamento
Normativa Comunitaria e Nazionale
I principali riferimenti normativi nazionali relativi alla gestione degli effluenti di allevamento
sono presenti nel Codice di Buona Pratica Agricola (CBPA), nel DLgs 152/06 e s.m.i. e nel DM 7
aprile 2006, recanti criteri e norme tecniche generali per la disciplina nazionale e regionale
dell'utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento.
Il Codice di Buona Pratica Agricola (CBPA), approvato con il D.M. 19/04/1999, è stato adottato
in attuazione dell’articolo 4 della Direttiva del Consiglio 91/676/CEE del 12 dicembre 1991, nota
come “Direttiva Nitrati”, e reca i criteri e le indicazioni per una corretta pratica agricola. Il
CBPA prende in considerazione i problemi dell'azoto, ottimizzando la gestione dell'azoto nel
sistema suolo/pianta. Esso prevede indicazioni sulla gestione degli allevamenti e sul controllo e
il trattamento degli effluenti di origine zootecnica. Il CBPA è applicabile a discrezione degli
agricoltori nelle zone non vulnerabili ai nitrati (Zone Ordinarie, ZO), cosi come definite dalla
Direttiva Nitrati. Per le aree designate vulnerabili (ZNV), in quanto connesse con le acque
superficiali e profonde inquinate o potenzialmente inquinabili dai nitrati provenienti da fonti
agricole, la Direttiva Nitrati prevede la predisposizione di programmi di azione obbligatori per gli
agricoltori con misure più restrittive.
Il DLgs 152/06 costituisce formalmente il recepimento della Direttiva Quadro in materia di acque
Dir 2000/60/CE e rappresenta il principale riferimento in materia di tutela ambientale ed in
particolare in materia di tutela delle acque dall’inquinamento. Nel 152/06 vengono riportati i
criteri di individuazione delle Zone Vulnerabili ai Nitrati e per la stesura dei Programmi d’Azione
regionali (art. 92) e quelli relativi all’utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento
(art. 112).
Indipendentemente dal riscontro oggettivo, attraverso i campioni analitici, di nitrati di origine
agricola o di altri prodotti inquinanti, quali prodotti fitosanitari, l’allegato 7, parte AII e parte
BII e BIII del D.lgs. 152/06, richiede di determinare la vulnerabilità territoriale considerando la
vulnerabilità su due livelli: vulnerabilità intrinseca degli acquiferi e vulnerabilità specifica,
ossia considerando la qualità e le criticità degli acquiferi, il tipo di ordinamento colturale con le
relative pratiche agronomiche, le condizioni climatiche e idrologiche e infine la capacità di
attenuazione del suolo nei confronti degli inquinanti.
La vulnerabilità intrinseca degli acquiferi viene dunque definita in funzione delle caratteristiche
litostrutturali, idrologiche e idrodinamiche del sottosuolo e degli acquiferi presenti. Essa è’
riferita ad inquinanti generici, es. azoto e fitofarmaci. La vulnerabilità specifica, invece, tiene
conto sia della vulnerabilità intrinseca degli acquiferi sia della capacità di attenuazione del
suolo per una determinata sostanza o gruppo di sostanze. In tal modo, sulla base delle mappe
della vulnerabilità intrinseca e specifica è possibile individuare dei punti di monitoraggio utili
per il controllo degli acquiferi più vulnerabili, nonché programmi di azione tendenti a ridurre i
possibili rischi di inquinamento sia legato a fonti puntuali (per effetto dell’antropizzazione) che
diffuse (come sono definite ad esempio le gli deiezioni sui pascoli e sulle aree agricole).
14
Il decreto del ministero delle politiche agricole e forestali del 7 aprile 2006 (DM 7 aprile 2006), è
stato emanato in applicazione dell’articolo 38 del D. Lgs n.152/06. Il DM 7 aprile 2006
rappresenta il testo di riferimento specifico per la gestione degli effluenti di allevamento. Esso
detta gli indirizzi tecnici riguardanti l'intero ciclo di utilizzazione agronomica degli effluenti di
allevamento: produzione, raccolta, stoccaggio, fermentazione e maturazione, trasporto e
distribuzione. Il Decreto disciplina l’utilizzazione agronomica degli effluenti distinguendo tra
Zona Vulnerabile ai Nitrati da fonte agricola (ZVN) e Zona Ordinaria (ZO), che tra le altre si
differenziano per il quantitativo di nutrienti applicabile al suolo:
 170 kg/(ha a) di azoto zootecnico (o di origine zootecnica), inteso come quantitativo medio
aziendale;
 340 kg/(ha a) di azoto zootecnico (o di origine zootecnica) inteso come quantitativo medio
aziendale.
Il DM 7 aprile 2006 prevede, inoltre, norme specifiche che riguardano, in particolare, le
modalità di somministrazione (periodi) delle deiezioni animali e le relative restrizioni territoriali
(es. distanza dai corsi d'acqua: 5 -10 m, limiti di pendenza: differenti per letami e liquami) e
temporali (es. divieti di spandimenti: invernali 1 novembre- fine febbraio e periodi siccitosi). Per
quanto riguarda lo stoccaggio degli effluenti zootecnici, che rappresenta una delle fasi
dell’utilizzazione agronomica che più condiziona l’efficacia della fertilizzazione e la protezione
ambientale, la sua durata viene differenziata tra le diverse aree italiane in funzione dei fattori
climatici e degli assetti colturali praticati. Per le aree caratterizzate da un eccessiva produzione
di azoto, il Decreto prevede il ricorso a ulteriori misure per riequilibrare l’apporto di azoto al
suolo, individuando le possibili strategie di gestione integrata degli effluenti e le soluzioni
impiantistiche e tecnologiche (rimozione biologica, strippaggio, digestione anaerobica con
produzione di energia da biogas e separazione solido/liquida) per ottenere la riduzione del
carico di nutrienti. Nel decreto viene chiarito che lo stoccaggio ed il trasporto degli effluenti
zootecnici, diversamente da quanto ritenuto in passato, non devono essere regolamentati ai
sensi della normativa sui rifiuti (Parte IV del D.Lgs.n.152/06 e s.m.i) né dal regolamento CE
1174/2002 e s.m.i, relativo alle norme sanitarie sulla gestione dei sottoprodotti di origine
animale. Il decreto chiarisce che “l’utilizzazione agronomica effettuata ai sensi del DM 7 aprile
2006 non necessita del documento commerciale, dell’autorizzazione sanitaria,
dell’identificazione specifica, del riconoscimento degli impianti di immagazzinaggio”. Ne deriva
dunque una notevole semplificazione delle operazione di gestione degli effluenti zootecnici. Il
Decreto 7 aprile 2006 introduce, poi, il Piano di Utilizzazione Agronomica (PUA) degli effluenti
zootecnici e dei fertilizzanti commerciali da redigere conformemente alle disposizioni di cui
all'allegato V al decreto stresso. Il Piano di utilizzo agronomico (PUA) degli effluenti zootecnici
diventa dunque lo strumento attraverso il quale la Pubblica amministrazione può verificare la
congruità delle scelte gestionali dell’azienda agricola e dà modo agli agricoltori di pianificare un
corretto utilizzo agronomico degli effluenti, o più in generale, una giusta fertilizzazione,
mediante la formulazione di un bilancio dell’azoto relativo al sistema suolo-pianta.
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Normativa e contesto provinciale
In Trentino, come previsto dall’allegato n. 6 del Programma di Sviluppo Rurale 200-2013 della
Provincia di Trento, la corretta gestione delle deiezioni zootecniche e l’utilizzo agronomico degli
effluenti zootecnici sono disciplinati da una serie di normative provinciali, oltre che nazionali:
 “Testo unico delle leggi provinciali in materia di tutela dell’ambiente dagli inquinanti”,
decreto del Presidente della Giunta Provinciale 26 gennaio 1987, n. 1-41/Legisl.
 Legge provinciale 27 febbraio 1986 n. 4 “Piano di risanamento delle acque”
 “Norme di attuazione del Piano provinciale di risanamento delle acque”, approvate con
deliberazione della Giunta provinciale 12 giugno 1987, n. 5460
 “Piano di Tutela della qualità delle Acque”, approvato con deliberazione della Giunta
Provinciale n. 3233 del 30 dicembre 2005 approvazione
 Modifiche al Titolo IV delle norme di attuazione del Piano Provinciale di risanamento delle
acque.
Gli obiettivi primari del Piano di Risanamento delle acque, aggiornato più volte nel corso degli
anni, sono il miglioramento della dotazione dell’apparato fognario depurativo provinciale e il
rispetto delle scadenze comunitarie in materia di depurazione delle acque.
Il Piano di Tutela delle Acque (PTA) approfondisce invece gli aspetti qualitativi della risorsa
idrica attraverso il monitoraggio e la stima degli inquinanti. Nel PTA vengono individuate le zone
sensibili e vulnerabili. In particolare la Provincia autonoma di Trento, vista la direttiva
91/271/CEE e la sentenza della Corte di Giustizia Europea del 25.04.2002, con deliberazione di
Giunta Provinciale n. 283 del 16 febbraio 2004, ha formalmente individuato come aree sensibili
tutti i bacini idrici provinciali con l’obiettivo di istituire una tutela capillare del territorio,
stabilendo, in particolare, di dotare di sistemi di abbattimento del fosforo e di predisporre
eventuali sistemi di abbattimento dell’azoto per tutti gli impianti provinciali di acque reflue
urbane di nuova realizzazione. Per gli scarichi industriali sono stati adottati limiti più restrittivi
di quelli già applicati in Provincia di Trento (Testo unico delle leggi provinciali in materia di
tutela dell’ambiente dagli inquinamenti) e previsti dal D.Lgs 152/06, pari a 1 mg L-1 per il
fosforo totale e 10 mg L-1 per l’azoto totale (Piano di Tutela delle Acque).
Nel territorio trentino, dati analitici evidenziano la totale assenza di prodotti fitosanitari nelle
acque sotterranee trentine. Comunque, la Provincia Autonoma di Trento definisce, nell’ambito
del proprio territorio, il Piano nazionale triennale (piani triennali ex. D.lgs. 194/95), ai sensi
dell’art. 3 comma 4, dell’accordo 8 maggio 2003 “Accordo tra i Ministri della Salute,
dell’Ambiente e della tutela del territorio, le regioni e le province autonome di Trento e di
Bolzano per l’adozione del piano triennale di sorveglianza sanitaria ed ambientale su eventuali
effetti derivanti dall’utilizzazione di prodotti fitosanitari”.
Inoltre, nel PTA viene affermato che, a seguito del monitoraggio condotto in osservanza dei
dispositivi della direttiva 91/676/CEE, e tenendo conto che il fattore inquinante limitante
l’eutrofizzazione nella Provincia autonoma di Trento è il fosforo, allo stato attuale l’intero
territorio della Provincia Autonoma di Trento è stato escluso dalle Zone Vulnerabili da Nitrati di
origine agricola, ai sensi dell’art. 19 commi 1 e 3 del d.lgs. 152/06 (Piano di Tutela delle Acque).
Nel Piano di Tutela delle Acque, come previsto dal 152/06, è stata inoltre determinata la
vulnerabilità intrinseca della litologia affiorante finalizzata alla successiva definizione della
vulnerabilità specifica secondo quanto indicato all’allegato 7 al d.lgs. 152/06. Nel PTA viene
anche riportata una stima degli inquinanti di tipo diffuso, che si riferisce alla valutazione dei
nutrienti originati dall’uso agricolo del territorio, oltre che puntuale, per effetto
dell’antropizzazione del territorio (es. scarichi civili ed industriali).
In Trentino, nel rispetto della direttiva 91/676/CEE, è ammessa la possibilità di utilizzare gli
effluenti zootecnici per usi agronomici, mediante spargimento sul suolo e vengono definite le
modalità di stoccaggio, le quantità impiegabili sui terreni nonché le modalità di spargimento dei
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liquami e dei letami. Gli impegni che gli agricoltori sono tenuti a rispettare si rifanno alle
disposizioni contenute nel Piano Provinciale di Risanamento delle Acque ed in particolare alle
disposizioni riportate nella deliberazione della Giunta Provinciale n. 4420 del 27 aprile 1990
pubblicata sul B.U. della Regione del 5 giugno 1990, n. 27, adottata ai sensi dell’articolo 80 del
Testo Unico, nel testo previdente alla data di entrata in vigore della L.P. 10/1998.
I vincoli connessi all’uso di effluenti zootecnici in aziende, site in Zone Ordinarie (ZO),
prevedono:
 obblighi relativi allo stoccaggio degli effluenti così come riportate nell’allegato 8 della
Circolare Agea ACIU.2012.214, del 15.05.2012:
- gli allevamenti che effettuano lo spandimento dei liquami zootecnici devono essere
dotati di idonei contenitori per lo stoccaggio, opportunamente impermeabilizzati;
- i contenitori di stoccaggio di liquami devono avere una capacità utile complessiva,
valutata in base alla potenzialità massima dell’allevamento, non inferiore al volume
del liquame prodotto in quattro mesi, elevabile a cinque nelle zone montane;
- i depositi di letame vanno realizzati con apposite platee impermeabilizzabili in
calcestruzzo con una pendenza tale da rendere possibile il convogliamento del
percolato in apposite vasche di raccolta;
- il letame deve essere stoccato prima dello spargimento per almeno sei mesi, al fine
di assicurare un’opportuna maturazione;
- il letame, preventivamente depositato per almeno due mesi su platea impermeabile,
può inoltre essere depositato temporaneamente al di fuori dell’azienda in suolo non
impermeabilizzato a patto che siano verificate le seguenti condizioni:
• distanza minima del deposito da acque superficiali di 10 m, senza deflusso di
colaticcio verso le acque superficiali;
• distanza minima da strade di 5 m, senza deflusso di colaticcio verso le strade;
• deposito su aree adibite a scopi agrari, in posizione diversa rispetto all’anno
precedente. Non è consentito il deposito in aree boschive;
• Realizzazione di un solco o di un arginatura perimetrale attorno al deposito
temporaneo.
 obblighi relativi al rispetto dei massimali di azoto previsti dall’art. 10 (1) del Decreto 7
aprile 2006, per lo spandimento dei liquami e letami: 340 kg/ha/anno di apporto di azoto
(media aziendale) dovuto agli effluenti distribuiti sui terreni aziendali posti al di fuori delle
ZVN ovvero nelle c.d. zone ordinarie (ZO);
 obblighi e divieti relativi all’utilizzazione degli effluenti (spaziali e temporali) come previsti
dagli articoli 4 e 5 del Decreto 7 aprile 2006 e corretta gestione degli accumuli temporanei
di effluenti palabili sul terreno.
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2.2. Incentivi per la sostenibilità ambientale delle attività agricole e
zootecniche
La Riforma di Medio Termine della Politica Agricola Comunitaria (PAC) del 2003 ha introdotto la
il concetto di "condizionalità" (ecocondizionalità o cross-compliance), recepita in ambito
nazionale dal Decreto del MiPAF 5406/04. Il Regolamento (CE) n. 73/2009 del Consiglio, del 19
gennaio 2009 e ss.mm.ii., ha poi stabilito le norme comuni relative ai regimi di sostegno diretto
agli agricoltori nell'ambito della politica agricola comune e ha istituito taluni regimi di sostegno
a favore degli agricoltori.
Dunque, la condizionalità, definita in base al Regolamento (CE) n. 73/2009, è un sistema
incentivante che ha l’obiettivo di incrementare la sostenibilità ambientale delle attività agricole
e, nel contempo, di favorire una maggiore accettabilità sociale dellágricoltura, corrispondendo
alle esigenze di compatibilità ambientale, paesaggistica e di produzione di alimenti sani e di
qualità. La condizionalità, è costituita da una serie di norme comunitarie, nazionali e regionali,
relative alla sanità pubblica, alla salute delle piante e degli animali, allámbiente e al benessere
degli animali e da regolamenti finalizzati al mantenimento in Buone Condizioni Agronomiche ed
Ambientali delle terre agricole (BCAA). Essa rappresenta il presupposto per poter ricevere i
sostegni finanziari della PAC (in applicazione del Regolamento (CE) n. 73/2009). Le aziende
agricole che beneficiano dei pagamenti diretti hanno lóbbligo di rispettare la condizionalità per
non incorrere in riduzioni o esclusioni dei pagamenti e degli aiuti. Tale obbligo si estende anche
alle aziende che decidono di aderire ad alcune Misure del Programma Regionale di Sviluppo
rurale 2007-2013 a norma degli articoli 39 e 51 del Regolamento (CE) n. 1698/05. AGEA, in
qualità di “autorità competente”, con la Circolare ACIU.2012.214 del 15.05.2012 ha definito
l’applicazione della Normativa Comunitaria in materia di Condizionalità per l’anno 2012.
La Provincia di Trento ha definito una priorità politica a favore del settore zootecnico, mettendo
in campo cospicue risorse attraverso gli strumenti di incentivazione provinciali, nazionali e
comunitari e in particolare mediante il Piano di Sviluppo Rurale 2007 – 2013 (PSR) della PAT,
dove appunto riveste molta importanza la salvaguardia e promozione di aziende zootecniche nel
rispetto dell’ambiente e del territorio rurale e montano. Ben oltre il 50 % delle risorse disponibili
sono state destinate al comparto zootecnico.
Per quanto riguarda il rispetto dell’ambiente, il PSR del Trentino è andato oltre il recepimento
delle disposizioni nazionali, integrando le norme in funzione delle specificità locali, ad esempio
inserendo già nella norma della "condizionalità" per il 2006 un rinvio alle previsioni del "Piano di
Risanamento delle acque", relativamente alla gestione e allo spandimento economico degli
effluenti zootecnici, unitamente ad alcune prescrizioni sulla gestione del pascolo permanente e
al divieto di spandimento di reflui agroindustriali, pena la decurtazione dei premi di
condizionalità (Piano di Sviluppo Rurale 2007 -2013, 2007). L’11 ottobre 2012 è stata approvata
la Circolare 4/2012/UTAPREMI - Applicazione della normativa comunitaria, nazionale e
provinciale in materia di condizionalità relativa all’anno 2012.
Per quanto riguarda gli allevamenti zootecnici, al fine di assicurare un livello minimo di
mantenimento dei terreni ed evitare il deterioramento dell’habitat, tutte le superfici a pascolo
permanente sono soggette al rispetto della densità di bestiame da pascolo per ettaro di
superficie pascolata (Standard 4.6) . In Trentino, il presente standard prevede un carico massimo
non superiore a 4 UBA/ha anno e un carico minimo non inferiore a 0,2 UBA/ha anno. Comunque
il PSR prevede delle azioni incentivanti che vanno ben oltre il requisito minimo dell’osservanza
della “condizionalità”, con vincoli più restrittivi in termini di UBA/ha anno. Così come previsto
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nel PSR, differenti sono gli incentivi di cui può beneficiare l’azienda zootecnica operante nel
territorio provinciale, quali: MISURA 112 Aiuti per il primo insediamento per giovani
imprenditori; MISURA 121 per l’ammodernamento delle aziende agricole; MISURA 211 che
prevede indennità a favore degli agricoltori delle zone montane; MISURA 214 Pagamenti agro
ambientali; MISURA 311 Diversificazione in attività non agricole. In particolare i pagamenti agro
ambientali (MISURA 214 ) prevedono premi per una corretta gestione delle aree prative e delle
superfici a pascolo mediante l’alpeggio del bestiame, da cui sono automaticamente escluse le
aziende con carico UBA/ettaro superiore a 2,5.
2.3. Digestione anaerobica e gestione del digestato
Il processo di digestione anaerobica ha lo scopo principale di stabilizzare le biomasse putrescibili
in ingresso e ricavare energia in forma di biogas da biomasse di differente provenienza. Il
digestato, inteso come effluente della digestione anaerobica, in ragione del suo riconosciuto
elevato valore fertilizzante, può essere utilizzato con efficacia in agricoltura, nel rispetto delle
regole di buona pratica agronomica.
Il digestato è caratterizzato da un alto contenuto di acqua che determina elevati costi di
gestione, trasporto e distribuzione in campo. Per tale motivo, il digestato è di solito sottoposto
ad un processo di separazione solido/liquido al fine di ottenere una frazione più densa ed una
chiarificata. La frazione chiarificata sarà caratterizzata da elevate concentrazioni di azoto,
sottoforma di azoto ammoniacale prontamente disponibile, potendo dunque essere facilmente
utilizzata per concimare le colture anche in microirrigazione limitando le emissioni ammoniacali.
La frazione solida sarà invece caratterizzata da un’elevata percentuale di sostanza organica
parzialmente stabilizzata e può essere utilizzata come ammendante. La separazione
solido/liquida, inoltre dal punto di vista della gestione degli effluenti, previene una serie di
problematiche legate alle fasi di stoccaggio, quali ad esempio problemi di flottazione
superficiale, sedimentazione sul fondo delle vasche.
Occorre precisare che, per quanto riguarda il digestato e la sua gestione, sono possibili, oltre
all’uso agronomico, anche altre alternative, quali:
- sversamento in fognatura pubblica ed invio ad impianto di depurazione civile;
- depurazione in loco con rimozione biologica o recupero dell’azoto e sversamento in acque
superficiali;
- invio a compostaggio insieme ad altri scarti organici.
Il digestato è, in generale, inteso come residuo di un processo di trasformazione e produzione e
si configura dunque come “rifiuto”. Tuttavia la tipologia delle biomasse impiegate in digestione
anaerobica, le modalità di trattamento del digestato e il suo utilizzo possono incidere sul suo
status normativo ed in particolare sulla sua classificazione come sottoprodotto o come rifiuto.
Nei casi diversi da utilizzo agronomico, il digestato è inteso come rifiuto: con codice 190604 nel
caso di digestato prodotto da rifiuti urbani e con codice 190606 nel caso di digestato prodotto da
rifiuti di origine animale o vegetale.
In caso di riutilizzo agronomico, il panorama normativo è ben più ampio. Una nota alla Tabella 3
dell’Allegato I del DM 7 aprile 2006 chiarisce che le linee di trattamento di liquami “possono
essere affiancate dal processo di digestione anaerobica che, pur determinando di per sé
riduzioni significative del carico di azoto, consente tuttavia, soprattutto con l'aggiunta di fonti
di carbonio (colture energetiche, prodotti residuali delle produzioni vegetali), di ottenere un
digestato a miglior valore agronomico ed una significativa produzione energetica in grado di
sostenere maggiormente le stesse linee di trattamento elencate”. Nel caso dunque di digestione
anaerobica applicata agli effluenti zootecnici, da soli o in co-digestione con biomasse di origine
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agricola, il processo di digestione anaerobica viene inteso come trattamento volto ad
incrementare il valore fertilizzante degli effluenti zootecnici. Di conseguenza il digestato non
viene più classificato come rifiuto, ma viene di fatto assimilato ai liquami stessi. Anche le
sostanze vegetali di origine agroindustriale, se conferite all’impianto di digestione anaerobica
come sottoprodotti, ai sensi del D.Lgs. 205/2010, e in co-digestione con effluenti zootecnici non
rientrano nella normativa rifiuti (art. 185 D.Lgs. 152/2006). Un recente provvedimento
legislativo ha introdotto un seppur parziale chiarimento. La legge 7 agosto 2012 n. 134 ha,
infatti, sancito che è considerato “sottoprodotto, il digestato ottenuto in impianti aziendali o
interaziendali dalla digestione anaerobica, eventualmente associata anche ad altri trattamenti
di tipo fisico-meccanico, di effluenti di allevamento o residui di origine vegetale o residui delle
trasformazioni o delle valorizzazioni delle produzioni vegetali effettuate dall'agroindustria,
conferiti come sottoprodotti, anche se miscelati fra loro, e utilizzato ai fini agronomici”. La
norma rimanda a successivi decreti attuativi che stabiliranno i casi in cui esiste l’equivalenza del
digestato, per quanto attiene agli effetti fertilizzanti e all'efficienza di uso, rispetto ai concimi
di origine chimica nonché le modalità di impiego del digestato e le modalità di classificazione
delle operazioni di disidratazione, sedimentazione, chiarificazione, centrifugazione ed
essiccatura.
Ad oggi dunque , ai sensi del DM 7/4/2006, se le matrici organiche in ingresso al digestore sono
reflui zootecnici, da soli o in miscela con altre biomasse non rifiuto, il digestato può essere
assimilato agli effluenti di allevamento e il suo spandimento in campo (tal quale o nelle sue
frazioni separate solida-palabile/liquida-non palabile) è assoggettato alle prescrizioni contenute
nello stesso DM circa tempi di stoccaggio, criteri e divieti di spandimento, modalità di trasporto,
adempimenti documentali e, soprattutto, dosaggi di nutrienti analogamente a quanto
precedentemente chiarito per l’impiego degli effluenti di allevamento.
Da notare che il digestato non è però presente nel decreto legislativo 75/2010 recante una
revisione della disciplina in materia di fertilizzanti, dunque non è riconducibile ad un prodotto
“fertilizzante noto” e non vi è ancora una normativa specifica di riferimento per l’uso
agronomico. Per tale motivo molte regioni hanno legiferato in materia di utilizzo agronomico del
digestato. In particolare la Regione Emilia Romagna ha emanato il Regolamento regionale 28
ottobre 2011 n.1, che fornisce i criteri per l’utilizzazione agronomica delle biomasse e del
digestato così come definito all’articolo 2, lett. q) e t). Nell’art. 2 comma 1, viene definito
fertilizzante azotato qualsiasi sostanza contenente uno o più composti azotati applicati al suolo
per favorire la crescita delle colture. Sono compresi i fertilizzanti del D.Lgs. 75/2010, gli
effluenti zootecnici di cui all’articolo 112 del D.Lgs. n. 152/2006 nonché i materiali derivanti dal
trattamento degli effluenti d’allevamento e/o di biomasse di origine agricola o agroindustriale.
Al fine di inserire l’azoto totale da digestato nel bilancio complessivo dell’azoto, molte
normative regionali hanno imposto che l’utilizzazione agronomica del digestato dovrà avvenire
nel rispetto del Piano di Utilizzazione Agronomica, in modo dunque da consentire una riduzione
della quantità di fertilizzante di sintesi consentita per arrivare a coprire il fabbisogno della
coltura.
In Ambito Provinciale non esiste ancora una normativa che regola l’utilizzazione agronomica del
digestato. In generale, in applicazione degli adempimenti stabiliti con Deliberazione n 4420 della
Giunta Provinciale del 27 aprile 1990, pubblicata sul Bollettino ufficiale della Regione del 5
giugno 1990 n. 27, adottata ai sensi dell’art. 80 del Testo Unico, nel testo previgente alla data di
entrata in vigore della L.P. 10/1998, non è consentito lo spandimento al suolo dei fanghi di
depurazione a fini agronomici.
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2.4. Digestione anaerobica: regime autorizzativo
Il quadro autorizzativo per la realizzazione degli impianti di biogas è fornito dalla Direttiva
europea 2001/77/CE e successivamente dalla Direttiva 2009/28/CE, secondo la quale gli
impianti da fonti energetiche rinnovabili (FER) devono essere autorizzati con Autorizzazione
Unica (AU), al fine di razionalizzare, semplificare ed accelerare le procedure autorizzative. La
direttiva comunitaria è stata dapprima recepita con il DLgs 387/03 e successivamente con il
Decreto Legislativo 28/2011, Decreto rinnovabili che ha introdotto la PAS (Procedura Abilitativa
Semplificata) oltre ad alcune modifiche all’Autorizzazione Unica.
Il Decreto 387/03 prevedeva l’emanazione di specifiche Linee Guida che ne rendano attuativi i
principi contenuti. In attuazione di tali linee guida, le regioni potevano procedere alla
indicazione di aree e siti non idonei alla installazione di specifiche tipologie di impianti.
Le Linee Guida (LL GG) sono state emanate con il DM 10/9/2010 che ha stabilito i criteri
procedurali per l’autorizzazione degli impianti FER, allo scopo di armonizzare gli iter procedurali
regionali per l'autorizzazione degli impianti di produzione di energia elettrica alimentati da fonti
energetiche rinnovabili (FER). Le LL GG fissavano un termine di novanta giorni entro il quale le
Regioni potevano adeguare le proprie discipline. In caso di mancato adeguamento entro il
predetto termine, si applicano le linee guida nazionali.
Dunque il Decreto Legislativo 28/2011 e le Linee Guida nazionali per l'autorizzazione degli
impianti alimentati da fonti rinnovabili hanno ridefinito l'intero quadro delle autorizzazioni per
gli impianti a fonti rinnovabili in Italia.
Allo stato attuale il quadro autorizzativo relativo agli impianti a biogas (e più in generale a quelli
a fonte rinnovabile) prevede essenzialmente 3 possibili procedure da adottarsi in base alle
specifiche caratteristiche dell’impianto oggetto di istanza autorizzativa:
• Autorizzazione Unica (AU): introdotta dal DLgs 387/2003, disciplinata dal DM 10/9/2010
(LLGG) e modificata ed integrata dal DLgs 28/2011, di competenza Regionale/Provinciale
• Procedura Abilitativa Semplificata (PAS): introdotta dal DLgs 28/2011, di competenza
comunale
• Comunicazione al Comune: introdotta dal D.Lgs. 115/2008 e ss.mm.ii, disciplinata dal DM
10/09/2010, rimasta inalterata con D.Lgs. 28/2011, di competenza comunale
Per gli impianti a biogas, in sintesi, è previsto il seguente quadro:
Tabella 3 Regime autorizzativo degli impianti a Biogas
Tipologia di impianto
Potenza elettrica installata (kWel)
Procedura abilitativa
1 250
AU
1 1.000
AU
L’Autorizzazione Unica si applica alla costruzione ed all’esercizio di impianti per la produzione
di energia elettrica da fonti rinnovabili nonché alle opere connesse e alle infrastrutture
indispensabili alla costruzione ed all’esercizio degli impianti di biogas stessi, con potenza
superiore a 250 kWel per impianti a biogas come individuati dalla Tab. A del DLgs 387/2003 o
superiore a 1000 kWel per impianti operanti in assetto cogenerativo (adibiti alla produzione
combinata di energia elettrica ed energia termica). Non si applica, dunque, agli impianti per i
quali è prevista la possibilità di applicazione delle procedure semplificate (PAS e
Comunicazione), così come definito dalle LL GG ai paragrafi 11 e 12. L’AU prevede la
21
partecipazione, all’interno di una Conferenza dei Servizi Unificata, di tutti gli Enti chiamati a
rilasciare pareri e il Nulla Osta o autorizzazioni specifiche sulla base di un progetto definitivo
presentato dal proponete. Il DLgs n. 28/2011 ha fissato in 90 gg il termine massimo per la
conclusione dell’intero procedimento.
La Procedura Abilitativa Semplificata (P.A.S.), ha sostituito la Denuncia di Inizio Attività
(D.I.A.), e prevede che il proponente presenti al Comune, almeno trenta giorni prima
dell'effettivo inizio dei lavori, una dichiarazione accompagnata da una dettagliata relazione a
firma di un progettista abilitato e dagli opportuni elaborati progettuali, che attesti la
compatibilità del progetto con gli strumenti urbanistici approvati e i regolamenti edilizi vigenti e
la non contrarietà agli strumenti urbanistici adottati, nonché il rispetto delle norme di sicurezza
e di quelle igienico-sanitarie. Nel caso riscontri l’assenza di una o più delle suddette condizioni,
il Comune emana un ordine motivato di non effettuare l’intervento. E’ fatta salva, in ogni caso,
la facoltà di ripresentare la dichiarazione, con le modifiche o le integrazioni necessarie per
renderla conforme alla normativa urbanistica ed edilizia. Nel caso invece il Comune non procedi,
decorsi i 30 gg previsti, l’attività di costruzione è ritenuta assentita.
La comunicazione al Comune è il titolo autorizzativo previsto dalla normativa vigente per
l’installazione di impianti assimilabili ad “attività edilizi libera”. Gli impianti a biogas operanti
in assetto cogenerativo di potenza nominale inferiore a 50 kWel, possono presentare al Comune
una semplice comunicazione di inizio lavori.
Le competenze in materia di produzione di energia elettrica da FER, quando delegate alle
regioni e provincie, fanno solitamente capo agli assessorati “ambiente” o “ambiente-energia”, ai
quali occorre rivolgersi per presentare la domanda di AU ai sensi del D.Lgs 387/03.
La realizzazione degli impianti a biogas in trentino è regolamentata dall’ art 62 ter della Legge
urbanistica Provinciale LP 4 marzo 2008 così come modificata dalla della Legge urbanistica
Provinciale LP 2 maggio 2012. Gli strumenti di pianificazione territoriale prevedono che nelle
aree destinate all’agricoltura “è ammessa la realizzazione da parte di imprenditori agricoli,
singoli o associati, di impianti per la produzione di biogas, anche di carattere consorziale,
mediante il recupero e il trattamento di residui zootecnici e agricoli, purché questi impianti
svolgano una funzione accessoria e strumentale rispetto all'attività principale di allevamento
zootecnico e siano previsti dal piano regolatore generale. In assenza di specifica previsione del
piano regolatore generale, la realizzazione degli impianti può essere autorizzata dal comune
mediante il rilascio della concessione in deroga, previo nulla osta della Giunta provinciale, ai
sensi dell'articolo 112”.
Viene chiarito che gli impianti devono essere alimentati con l'utilizzo prevalente (non inferiore
al 70%) di effluenti zootecnici prodotti dall'azienda rispetto a quello di altre biomasse vegetali
derivanti dalla sua attività o prodotte da aziende agricole localizzate nello stesso contesto
territoriale e la distribuzione nel suolo del digestato deve avvenire nel rispetto delle disposizioni
stabilite dalla stessa Legge Provinciale e dalle norme di attuazione del piano provinciale di
risanamento delle acque. I limiti dimensionali degli impianti, i criteri relativi alla localizzazione
degli impianti; specifiche condizioni per la realizzazione, la gestione, comprese le modalità di
distribuzione del digestato e il controllo degli impianti sono da definirsi dalla Giunta
provinciale.
22
2.5. Promozione e incentivazione della produzione di energia da fonti
rinnovabili
La promozione della produzione di energia da fonti rinnovabili (FER) fa parte delle strategie
dell’Unione europea, la quale, per far fronte agli impegni internazionali, con la Direttiva
2009/28/CE sulla promozione dell’energia da fonti rinnovabili ha imposto agli Stati membri
l’adozione di un Piano di Azione Nazionale che fissi gli obiettivi nazionali al 2020 per la quota di
energia da fonti rinnovabili consumata nel settore dei trasporti, dell’elettricità e del
riscaldamento e raffreddamento, stabilendo per l’Italia un obiettivo pari al 17% dell’energia
totale consumata.
Il Piano d’Azione Nazionale sulle energie rinnovabili, PAN, adottato nel giugno 2010, ha
scomposto il predetto obiettivo del 17% in tre settori principali calore, trasporti ed energia
elettrica. Da quest’ultima dovrà derivare il contributo maggiore (il 29% dei consumi lordi al 2020
dovrà derivare da energia elettrica da FER) mentre il consumo di calore da FER dovrà essere
quello con maggiore incremento passando dal 3% circa (2005) al 16%). Successivamente il
D.M.15/3/2012 ha definito e quantificato “gli obiettivi intermedi e finali che ciascuna regione e
provincia autonoma deve conseguire ai fini del raggiungimento degli obiettivi nazionali fino al
2020 in materia di quota complessiva di energia da fonti rinnovabili sul consumo finale lordo di
energia e di quota di energia da fonti rinnovabili nei trasporti”. Il Piano energetico-ambientale
in vigore nella Provincia di Trento scade nel 2012, e l'Agenzia provinciale per l'energia (APE),
incaricata dalla Giunta, si è attivata per l’elaborazione del nuovo Piano energetico-ambientale
provinciale 2013-2020. Tra le azioni riportate nelle linee guida del piano provinciale, approvate
il 3 febbraio 2012, vi è la caratterizzazione e l’ottimizzazione degli usi energetici delle biomasse
agricole ed agro-forestali, delle biomasse zootecniche e delle biomasse urbane ed agroindustriali.
Lo sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili è favorito da una serie di interventi normativi
nazionali tra cui il D. Lgs. 387 del 29 dicembre 2003
(Attuazione
della
Direttiva
2001/77/CE) che semplificano le procedure autorizzative. In particolare l'art. 12 del decreto
prevede che la realizzazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili, nonché delle opere
connesse e delle infrastrutture indispensabili alla costruzione e all'esercizio dei medesimi, sia
soggetta ad autorizzazione unica, rilasciata dalla Regione o dalle Province. La successiva
emanazione con il Decreto Ministeriale 10 Settembre 2010 delle Linee guida nazionali per
l’autorizzazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili ha conferito alle Regioni la potestà
di individuare le aree idonee alla localizzazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili
conciliando le politiche di tutela dell’ambiente e del paesaggio con quelle di sviluppo e
valorizzazione delle energie rinnovabili.
La produzione di energia da fonti rinnovabili è inoltre da diversi anni incentivata mediante
specifica normativa tra cui la più recente è il Decreto legislativo 28 del 3 marzo 2011
(Attuazione della Direttiva 2009/28/CE) il quale definisce un nuovo sistema di incentivi per gli
impianti da fonti rinnovabili differenziato in primo luogo in base alla dimensione dell'impianto.
Tale decreto ha determinato un deciso cambiamento rispetto al sistema di incentivazione
precedente. Il nuovo sistema di incentivazione si applica agli impianti a biomasse e biogas che
entreranno in esercizio a partire dal 1° gennaio 2013 e quindi si è fatto riferimento direttamente
all’analisi di questo nello studio dell’Alta Val di Non. Relativamente al biogas, il decreto
prevede che l’incentivo tenga conto della tracciabilità e della provenienza della materia prima
e che sia finalizzato a promuovere l’uso efficiente di rifiuti e sottoprodotti.
Le previsioni del Decreto 28/2011 sono rese attuative dal Decreto Ministeriale 6 Luglio 2012
(Incentivi per energia da fonti rinnovabili elettriche non fotovoltaiche) che definisce le
modalità di incentivazione della produzione di energia elettrica da impianti alimentati da fonti
rinnovabili, che entrino in esercizio a partire dal 2013. Il valore delle tariffe incentivanti è
individuato, per ciascuna fonte, tipologia di impianto e classe di potenza, dall’Allegato 1 del DM
23
6 Luglio 2012. Il Decreto fissa una tariffa incentivante base (Tb, Tabella 4) variabile e definita
distinguendo la taglia dell’impianto (in termini di potenzialità elettrica nominale) e la tipologia
di materie prime alimentate (prodotti biologici, sottoprodotti e rifiuti), in maniera tale da
favorire in particolare gli impianti di piccola taglia e l’impiego di sottoprodotti/rifiuti. Inoltre
il Decreto fissa le modalità di accesso ai premi aggiuntivi che si sommano alla tariffa
incentivante base e che sono corrisposti a quegli impianti che adottano misure
strutturali/gestionali volte a mitigare l’impatto degli impianti e ad accrescerne l’efficienza
energetica. Con riferimento agli impianti a biogas sono previsti specifici premi per:
• cogenerazione ad alto rendimento(CHP / CAR) per recupero di energia termica
• abbattimento dell’azoto, inteso sia come rimozione che recupero.
Il Gestore dei Servizi Energetici (GSE) ha redatto una guida dove per ciascuna fonte, tipologia di
impianto e classe di potenza, sono individuate le tariffe incentivanti base previste per il 2013 e i
premi stabiliti dal Decreto (GSE, 2012).
Tabella 4 Tariffa base erogata per gli impianti a biogas.
Tipologia di alimentazione
al’impianto
Prodotti di origine biologica
Sottoprodotti di origine
biologica di cui alla tabella 1°
del decreto; rifiuti non
provenienti da raccolta
differenziata diversi da quelli
di cui al punto successivo
Rifiuti per i quali la frazione
biodegradabile è determinata
forfettariamente con le
modalità di cui all’allegato 2
del decreto
Potenza
(kWel)
Tariffa incentivante base
2013
(€/Mwh)
15000
91
15000
101
15000
Vita utile degli impianti 20 anni
Gli incentivi agli impianti a biogas vengono erogati sulla base della Tabella 4, per un periodo di
20 anni. I valori in Tabella 4 si riferiscono agli impianti che entreranno in servizio nell’anno 2013
(per gli anni successivi, i premi verranno decurtati del 2% all’anno).
In merito alla cogenerazione ad alto rendimento (CAR), i criteri tecnici per il suo riconoscimento
sono contenuti nel DM 4 agosto 2011, e nelisuccessivo DM 5 settembre 2011.
Nel caso invece di impianti alimentati da biogas operanti in regime di cogenerazione ad alto
rendimento che prevedano il recupero dell’azoto dalle sostanze trattate con la finalità di
produrre fertilizzanti, occorre che siano rispettate le seguenti condizioni:
• il titolare dell’impianto presenti una comunicazione di spandimento ai sensi del dm 7
aprile 2006 che preveda una rimozione di almeno il 60% dell’azoto totale in ingresso
all’impianto;
• sia verificata la conformità dei fertilizzante prodotto, secondo quanto stabilito dal dlgs
75/10, nonché sia verificato che il fertilizzante e il produttore dello stesso siano iscritti
ai rispettivi registri;
• la produzione del fertilizzante deve avvenire senza apporti energetici termici da fonti
non rinnovabili;
24
•
•
le vasche di stoccaggio del digestato e quelle eventuali di alimentazione dei liquami in
ingresso siano dotate di copertura impermeabile;
Il recupero dell’azoto non deve comportare emissioni in atmosfera di ammoniaca o altri
composti ammoniacali.
Se si ha una rimozione pari al 60% dell’azoto totale in ingresso all’impianto il premio per
l’assetto cogenerativo è incrementato di 30 euro/MWh. In alternativa al premio per il recupero
dell’azoto, solo per impianti alimentati da biogas di potenza fino a 600 kWel, è possibile
accedere ad altre due tipologie di premi: (i) 20 euro/MWh nel caso in cui l’impianto operi in
assetto cogenerativo e sia realizzato, attraverso la produzione di fertilizzante, un recupero del
30% dell’azoto totale in ingresso all’impianto; (ii) 15 euro/MWh nel caso in cui sia realizzata una
rimozione, senza la produzione di fertilizzante, pari al 40% dell’azoto totale in ingresso
all’impianto e siano rispettate le condizioni relative alle vasche di stoccaggio e alle emissioni in
atmosfera sopra menzionate (Tabella 5).
Tabella 5 Incentivi e premi per impianti a biogas di potenza superiore a 1 kWel e non superiore a 600 kWel
al’impianto
Prodotti di origine
biologica
biologica di cui alla tabella
1° del decreto
Premi (€/Mwh)
Rimozione o Recupero azoto
Rec N
Rec N
Rim N
-30%+
-60%+
-40%
CAR
CAR
15
20
30
Potenza
(kWel)
Tariffa
incentivante
base 2013
(€/Mwh)
1< P <300
180
40
300< P <600
160
40
15
20
30
1< P <300
236
10
15
20
30
206
10
15
20
30
300< P <600
CAR
Tabella 6 Incentivi e premi per impianti a biogas di potenza non inferiore a 1 kWel
al’impianto
Prodotti di origine
biologica
biologica di cui alla tabella
1° del decreto
Premi (€/Mwh)
Rimozione o Recupero azoto
Rec N
Rec N
Rim N
-30%+
-60%+
-40%
CAR
CAR
30
Potenza
(kWel)
Tariffa
incentivante
base 2013
(€/Mwh)
1.0005000
91
40
-
-
30
1.0005000
101
10
-
-
30
CAR
La Tabella 5 e la Tabella 6 sintetizzano il sistema incentivante con la tariffa base e i premi
previsti per gli impianti a biogas di potenza fino a 600 kWel e superiore a 1 MWel. I premi delle
tabelle sopra riportati vengono corrisposti a conguaglio, a seguito di comunicazione di esito
positivo dei controlli e delle verifiche. Ai sensi di quanto previsto dall’articolo 7, comma 4 del
DM 6 luglio 2012, nel caso in cui un impianto avente diritto faccia richiesta della tariffa
incentivante omnicomprensiva, il GSE ritira tutta l’energia immessa in rete dall’impianto ed
eroga la tariffa sulla produzione netta immessa in rete.
L’energia elettrica effettivamente immessa in rete dall’impianto è l’energia immessa in rete
come risultante dalla misura rilevata dal gestore di rete sul punto di consegna dell’energia alla
rete elettrica. La produzione netta immessa in rete è definita nell’Allegato 1 delle procedure
applicative, come il minor valore tra la produzione netta dell’impianto e l’energia elettrica
effettivamente immessa in rete dallo stesso. La produzione netta è a sua volta definita come la
produzione lorda dell’impianto diminuita dell’energia elettrica assorbita dai servizi ausiliari di
centrale, delle perdite nei trasformatori principali e delle perdite di linea fino al punto di
consegna dell’energia alla rete elettrica.
25
Ai sensi di quanto previsto dall’articolo 22, comma 3, lettera a), per gli impianti con potenza
non superiore a 1 MW, i consumi attribuibili ai servizi ausiliari (perdite nei trasformatori
principali e perdite di linea fino al punto di consegna dell’energia alla rete elettrica) sono
definiti su base convenzionale e sono espressi in termini di percentuale dell’energia elettrica
prodotta lorda, che in base all’Allegato 4, tabella 6, è pari, per gli impianti a biogas, all’11%.
Per gli impianti di potenza superiore, il GSE definisce e aggiorna il valore percentuale da
utilizzare.
Il nuovo decreto rinnovabili, in vigore dal 1° gennaio 2013, indica che il massimo beneficio
ottenibile risulta dalla produzione di energia elettrica con piccoli impianti alimentati con
sottoprodotti di origine biologica che utilizzano il calore prodotto e recuperano azoto dal
processo. Il massimo incentivo è di 276 euro/MWh per 20 anni, come somma della tariffa base
per impianti minori di 300 kWel alimentati con sottoprodotti più i premi per la cogenerazione ad
alto rendimento e per il recupero dell’azoto.
In territorio trentino, oltre agli incentivi nazionali, la Legge provinciale sull’agricoltura
LP 4/2003, così come integrata e modificata dalla LP 8/2012, prevede una serie di misure e
contributi, soggetti al regime di cumulabilità previsto dalla normativa statale, per la
realizzazione di impianti di digestione anaerobica. In particolare, l’art. 15 ter detta norma in
materia di contributi per la produzione di energia da fonti rinnovabili.
I soggetti beneficiari delle agevolazioni sono le imprese agricole singole iscritte all'APIA (Archivio
Provinciale delle imprese trentine), le società costituite per la conduzione di imprese agricole
iscritte all'APIA e le cooperative e loro consorzi. Gli interventi finanziabili, da realizzarsi sul
territorio della Provincia di Trento, sono i seguenti: impianti fotovoltaici; impianti eolici ed
impianti per la produzione di biogas. Per gli impianti per la produzione di biogas la percentuale
di contributo è pari al 50% delle spese massime ammissibili. In particolare sono previsti:
• Contributi fino al 50% della spesa ammessa per la realizzazione di impianti di trattamento
anaerobico di effluenti di allevamento e prodotti vegetali per la produzione di energia;
• Contributi fino al 50% della spesa ammessa per la realizzazione di strutture accessorie
agli impianti di trattamento
• Contributi fino al 50% della spesa ammessa per l’acquisto di macchinari per lo
spargimento del digestato
26
2.6. Impatti ambientali legati agli impianti a biogas
La normativa nazionale non prevede attualmente un quadro organico relativo alla mitigazione
dei possibili impatti sull’ambiente derivanti dagli impianti di digestione anerobica per la
produzione di biogas. Il riferimento principale resta dunque il DLgs 152/06 e s.m.i. (Testo Unico
Ambientale) e le normative che ciascuna Regione ha emanato relativamente a particolari aspetti
specifici (emissioni di odori, emissioni gassose in atmosfera, scarichi idrici, trattamento delle
acque di prima pioggia, stoccaggio delle materie prime e del digestato).
Attualmente, la Regione Emilia-Romagna è l’unica ad aver emanato un quadro organico di
norme relative agli impianti a biogas mediante l’approvazione delle seguenti norme:
 DAL n.51/2011 che individua le aree ed i siti per l’installazione degli impianti di
produzione di energia elettrica mediante l’utilizzo delle fonti energetiche rinnovabili (DM
10 Settembre 2010 LG Nazionali)
 DGR n.1495/2011 che stabilisce le prescrizioni sia tecniche che gestionali relative alla
mitigazione degli impatti ambientali degli impianti a biogas
 DGR n.1496/2011 che fissa i valori limite di emissione provenienti dai motori a
cogenerazione
 Regolamento regionale n. 1 del 28 ottobre 2011 che contiene i criteri tecnici relativi
allo stoccaggio e all’utilizzazione agronomica del digestato.
In particolare la per gli impianti a biogas, la DAL 51/2011, stabilisce i livelli di attenzione per i
territori “sensibili”, quali il comprensorio produzione del formaggio Parmigiano-Reggiano, le
norme sulla distribuzione degli impianti in un’area e sulla distanza di provenienza delle
biomasse. Inoltre impone l’obbligo di prevedere un piano di monitoraggio delle emissioni
odorigene e l’adozione di criteri tecnici per la mitigazione degli impatti ambientali nella
progettazione e gestione impianti a biogas.
La DGR n.1495/2011 stabilisce le prescrizioni tecniche e gestionali relative alla mitigazione degli
impatti ambientali degli impianti a biogas (emissioni atmosferiche, in particolare quelle
odorigene, traffico, rumore, utilizzazione energetica del biogas), al fine di mitigare i potenziali
impatti ambientali, ottenere digestato di qualità, prevenire l’insorgere di processi di degrado e
di inquinamento.
Infine, in Emilia Romagna, l’utilizzazione agronomica del digestato è regolata Regolamento
regionale n. 1 del 28 ottobre 2011, nel rispetto delle colture e contenendo i rilasci di azoto dal
suolo alle acque e le emissioni in atmosfera di azoto ammoniacale e di odori molesti (es.
distribuzione a raso).
In Trentino, in assenza di norme specifiche, le prescrizioni di carattere progettuale e quelle
relative alla fase di gestione devono riferirsi alle specifiche norme di settore, quali emissioni in
atmosfera, rumori, etc.
27
2.7. Biometano
Il biogas può essere utilizzato per la produzione di energia mediante sistemi alternativi a quello
della combustione in motori a cogenerazione. Il sistema più promettente per l’immediato futuro
è la produzione di biometano, ottenuto da un processo, definito di “upgrading” del biogas, che
mira sostanzialmente ad eliminare l’aliquota di CO2 in esso contenuta, aumentando il contenuto
percentuale di metano (nel biogas in genere è il 60-65%) a valori superiori al 95%.
Il biometano così ottenuto può essere utilizzato per diversi scopi quali:
- immissione nella rete esistente del gas naturale;
- utilizzo per autotrazione;
- combustione per cogenerazione.
In tutti i suddetti casi, l’utilizzo del biometano presenta due considerevoli vantaggi rispetto
all’attuale utilizzo del biogas per la produzione di energia elettrica:
- possibilità di stoccaggio dell’energia: il biometano è immesso nella rete nazionale del
gas (che rappresenta a tutti gli effetti un volume di accumulo) o è stoccato localmente in
serbatoi, consentendo un coordinamento tra domanda e offerta di energia;
- maggiore efficienza di conversione e recupero di energia: gli attuali utilizzi del biogas
in cogenerazione, seppur presentino un’elevata efficienza di conversione, spesso
consentono l’effettivo utilizzo della sola aliquota di energia elettrica, mentre una parte
considerevole dell’energia termica prodotta viene dissipata.
Il primo intervento legislativo che presenta un riferimento al biometano è il Piano di Azione
nazionale per le Energie Rinnovabili (2010) a cui ha fatto seguito il DLgs 28/11 (Decreto
Rinnovabili) che definisce il biometano come il “gas ottenuto a partire da fonti rinnovabili
avente caratteristiche e condizioni di utilizzo corrispondenti a quelle del gas metano e idoneo
alla immissione nella rete del gas naturale”.
Il biometano deve dunque possedere le caratteristiche qualitative del gas naturale di origine
fossile e deve essere idoneo per l’immissione nella rete del gas.
A tal proposito il DLgs 28/11 rimanda a specifici decreti attuativi, attualmente ancora in fase di
emanazione, per la definizione dei criteri tecnici per la produzione e la immissione in rete del
biometano, nonché per il suo impiego per autotrazione e fissa i principi in base ai quali dovrà
essere definito uno specifico sistema di incentivazione.
Allo stato attuale, l’assenza di tali norme attuative impedisce la realizzazione o conversione
degli impianti a biogas per la produzione di biometano, a differenza di quanto accade a livello
europeo ed in particolare in alcuni stati membri dove, da alcuni anni, sono nati primi impianti di
upgrading del biogas a biometano per la sua immissione nella rete di gas.
In Germania, il primo impianto di produzione di biometano è sorto nel 2006. La Germania è
leader in Europa per quanto riguarda la diffusione di impianti per la produzione del biometano,
utilizzato in prevalenza in impianti a cogenerazione. Seconda è la Svezia, dove il biometano è
invece utilizzato principalmente per l’autotrazione. Seguono, in misura minore, la Svizzera,
l’Austria e la Francia, tutti Stati che si sono dotati di normative nazionali che regolano
l’immissione in rete del biometano.
28
3. La Digestione Anaerobica
Come noto, la digestione anaerobica è un trattamento che consente di stabilizzare le matrici in
ingresso (fanghi biologici di depurazione, biomasse, effluenti zootecnici, frazione organica dei
rifiuti) producendo biogas, che rappresenta un’energia rinnovabile. L’utilizzo della digestione
anaerobica per il trattamento degli effluenti zootecnici comporta molti vantaggi (Schiff et al.,
2011), tra i quali:
• produzione di energia rinnovabile senza modifiche all’assetto colturale dell’azienda
zootecnica;
• diminuzione delle emissioni di odori e gas ad effetto serra (principalmente metano) in
atmosfera;
• riduzione di circa il 50% del contenuto di sostanza secca e del volume degli effluenti, che
diventano più facilmente pompabili;
• stabilizzazione della sostanza organica residua che mantiene un elevato valore
ammendante;
• miglioramento dell’efficienza d’uso dell’azoto, quando utilizzato secondo le buone
pratiche agricole.
3.1. I Principi del processo biologico
La digestione anaerobica è un processo di conversione di tipo biochimico che avviene in assenza
di ossigeno, consistente nella demolizione, ad opera di microrganismi, di sostanze organiche
complesse (lipidi, protidi, glucidi) contenute nelle matrici in ingresso, che produce un gas (detto
biogas) costituito per il 5070% da metano e per la restante parte soprattutto da CO2, con un
potere calorifico medio elevato, dell’ordine di 23.000 kJ/Nm3. Dal punto di vista biologico, è
possibile individuare 4 diverse fasi di funzionamento nel processo di digestione anaerobica,
associate al diverso stato di degradazione del substrato organico.
La prima fase è l’idrolisi, che consiste nella solubilizzazione dei composti organici complessi
costituenti il substrato (carboidrati, grassi e proteine) da parte di enzimi extracellulari, prodotti
da batteri, in modo da catalizzare la liquefazione del materiale degradabile sospeso e l’idrolisi
delle molecole con struttura più complessa. In tal modo i carboidrati vengono trasformati in
zuccheri semplici; le proteine in aminoacidi; i grassi in glicerolo ed in acidi grassi a catena
lunga. Le sostanze così trasformate possono facilmente attraversare la membrana cellulare dei
batteri. La fase idrolitica può incidere notevolmente sull’andamento del processo complessivo di
digestione anaerobica, poiché di fatto regola a monte i tempi dell’intero processo. Tale aspetto
è tanto più rilevante quanto più articolata è la struttura del substrato da degradare (Eastman
and Ferguson, 1981; Noike et al., 1985).
Alla fase di idrolisi segue la fase di fermentazione acida (acidogenesi). Essa comporta
un’ulteriore degradazione delle molecole organiche ad opera di microrganismi acido-produttori:
i prodotti della fase idrolitica (zuccheri, amminoacidi ed acidi grassi a catena lunga) vengono
trasformati in acidi organici a basso peso molecolare (acidi grassi volatili), quali l’acido acetico
(CH3COOH), l’acido butirrico (CH3-CH2-COOH) e l’acido propionico (CH3-CH2-CH2-COOH). Tra gli
altri prodotti di degradazione si annoverano l'ammoniaca, i mercaptani e l'idrogeno solforato
ecc., ai quali vanno attribuiti i cattivi odori caratteristici delle trasformazioni putrefattive. I gas
che si sviluppano sono prevalentemente costituiti da anidride carbonica. L’accumulo di acidi
volatili determina un progressivo abbassamento del pH che, da valori prossimi a 7, caratteristici
dei fanghi freschi, si avvicina a 5. L’abbassamento del pH deve essere costantemente monitorato
29
per evitare l’inibizione dell’attività batterica dei microrganismi responsabili delle fasi successive
di digestione.
Gli acidi volatili prodotti nelle prime fasi della digestione costituiscono il substrato per un nuovo
tipo di batteri, detti batteri acetogeni, propri della terza fase detta acetogenesi. In questa fase
si ha la trasformazione di tutti gli acidi volatili grassi prodotti in precedenza in acido acetico
(CH3COOH), idrogeno ed biossido di carbonio.
Infine, i batteri metanigeni sono peculiari dell’ultima fase detta metanogenesi (fermentazione
alcalina). Essi utilizzano come accettore di idrogeno esclusivamente il carbonio delle molecole
organiche che vengono quindi degradate con formazione di metano e di anidride carbonica. La
produzione del metano può avvenire essenzialmente attraverso due differenti vie di reazioni:
una via prevede la metanogenesi ad opera dei batteri idrogenotrofi, che operano l’ossidazione
anaerobica dell’idrogeno, mentre la seconda via, la cosiddetta via acetoclastica, prevede la
dismutazione anaerobica dell’acido acetico con formazione di metano e biossido di carbonio,
operata da microrganismi acetotrofi. La maggior parte della produzione di metano avviene
attraverso questo secondo meccanismo. La fase metanigena della digestione richiede tempi
lunghi (alcuni mesi) per essere innescata. Infatti i batteri metanigeni sono presenti in numero
molto limitato nei fanghi freschi, dove non dispongono del substrato loro necessario e dove la
presenza di ossigeno libero agisce da agente tossico, trattandosi di batteri anaerobi obbligati. La
loro velocità di riproduzione è inoltre assai minore di quella dei formatori di acidi.
In un impianto reale, con un’alimentazione regolare di fango fresco (introdotto alcune volte al
giorno nel digestore, in funzione delle estrazioni dai sedimentatori) ed uno scarico di fango
digerito, le diverse fasi, precedentemente descritte in fase temporale, vengono a coesistere. In
un determinato istante cioè vi saranno particelle di fango, da poco introdotte, agli inizi della
degradazione e come tali sottoposte all’azione dei batteri formatori di acidi.
Contemporaneamente però gli acidi volatili prodottisi nei giorni e nelle settimane precedenti, a
partire da fango di più vecchia introduzione, subiscono l’azione dei batteri metanigeni e quindi
la degradazione fino ai prodotti finali stabili. Perché il processo possa proseguire con regolarità
occorre che si stabilisca un equilibrio tra la fase acida e quella metanigena; è cioè necessario
che la quantità di acidi volatili che via via si producono non superi la capacità di degradazione
della popolazione metanigena presente nel sistema. In caso contrario l’accumulo di acidi
volatili, determinati dalla differenza tra quelli che si producono e quelli che vengono demoliti,
comporta una progressiva diminuzione del pH ed un ulteriore aggravamento dello squilibrio a
causa dell’inibizione che ne deriva per la popolazione metanigena, il cui campo ottimale di pH è
compreso tra 6,8 e 7,5. Essendo la velocità di reazione della fase alcalina comunque inferiore a
quella della fase acida, la prima costituisce il fattore limitante dell’intero processo che risulta
squilibrato dall’introduzione di quantitativi giornalieri di fango fresco superiori alla capacità di
demolizione dei corrispondenti acidi volatili da parte dei batteri metanigeni.
La fase di avviamento di un impianto di digestione anaerobica può richiedere fino a 4-6 mesi durante i quali, con limitata introduzione di fango fresco, si attende che si sviluppi
l’acclimatazione della biomassa, per lo più metanigena. Una accelerazione molto rilevante della
fase di avviamento può tuttavia essere ottenuta disponendo di fango già digerito, quindi ricco di
batteri metanigeni, proveniente da un altro digestore già in regolare esercizio. Tale fango può
essere utilizzato come inoculo per la nuova unità, così da abbreviare il periodo di avviamento
anche fino a poche settimane.
Il processo anaerobico è fortemente influenzato dalla temperatura. La digestione può essere
condotta in condizioni mesofile (circa 35 °C) o termofile (circa 55 °C). A seconda della
temperatura varia in genere anche la durata (tempo di residenza) del processo. Mediamente in
mesofilia si hanno tempi compresi nel range 15-40 giorni, mentre in termofilia il tempo di
residenza è in genere inferiore ai 20 giorni (8 con i liquami zootecnici ed i reflui agroindustriali).
E’ inoltre possibile operare anche in psicrofilia (10-25°C), con tempi di residenza superiori ai 30
giorni, fino ad un massimo di 90 giorni, di solito adottando un’impiantistica di tipo semplificato.
Recentemente nei casi di digestione anaerobica di soli effluenti zootecnici, al fine di
massimizzare le rese di biogas, anche in condizioni mesofile, si stanno sempre di più applicando
tempi di permanenza superiori ai 40 giorni.
30
Il rendimento in biogas e quindi energetico del processo è molto variabile e dipende dalla
biodegradabilità del substrato trattato. In genere durante la digestione anaerobica si ottiene una
riduzione di almeno il 45-50% dei solidi volatili o sostanza organica alimentati.
Fattori influenti del processo di digestione anaerobica
I microrganismi anaerobi, responsabili del processo di digestione anaerobica, presentano in
genere basse velocità di crescita e basse velocità di reazione metabolica. E’ necessario quindi
mantenere, per quanto possibile, condizioni ottimali dell’ambiente di reazione. I parametri che
maggiormente influenzano la stabilità della digestione anaerobica sono: temperatura, alcalinità
e pH, carico del fango, disponibilità di nutrienti e metalli.
La temperatura condiziona le cinetiche biologiche, con impatti significativi sulle due fasi
maggiormente limitanti il processo (idrolisi e metanogenesi). Variazioni di temperatura superiori
a 1°C d-1 possono causare il calo dell’attività della biomassa metanigena.
Valori di pH inferiori a 6.8 inibiscono l’attività dei microrganismi metanigeni; inoltre, data
l’elevata percentuale di CO2 presente nel biogas (25-35%), è necessario assicurare al sistema una
capacità tampone elevata per garantire il mantenimento di condizioni di pH prossime alla
neutralità (valore ottimale attorno a 7-7.5).
Il consumo di alcalinità in digestione anaerobica è tipicamente associato alla presenza di acidi
grassi volatili. In realtà, recenti studi (Speece, 1996) indicano nel biossido di carbonio CO2 il
principale consumatore del potere tampone del sistema, per effetto della formazione di acido
carbonico a seguito della solubilizzazione della CO2. La digestione anaerobica produce alcalinità
sottoforma di bicarbonato di ammonio a seguito della rottura delle proteine presenti nella
matrice trattata; valori tipici di alcalinità in un digestore che funzioni correttamente variano tra
2000 e 5000 mg/l.
Il carico organico volumetrico (kgSV/m3 d) esprime il rapporto tra la massa di substrato
biodegradabile introdotta nel digestore nell’unità di tempo, per unità di volume e può
condizionare le efficienze di rimozione agendo direttamente sulle cinetiche di crescita
batterica.
I principali macro-nutrienti necessari alla digestione anaerobica sono azoto, fosforo, potassio e
zolfo. La presenza di questi composti è solitamente valutata in relazione al rispettivo rapporto
con la concentrazione di carbonio (C:N, C:P e C:K).
Qualsiasi tipo di inibizione del sistema si traduce di fatto in una diminuzione delle rese in
termini di gas prodotto o anche di composizione dello stesso. Il processo di digestione è
comunque molto sensibile, tanto da subire variazioni importanti anche in poche ore. Il
monitoraggio continuo è quindi raccomandato, sia per la quantità di gas che per la
composizione. Per quanto riguarda la percentuale di CO2 nel biogas, ad esempio, valori superiori
al 4550 % sono da considerarsi indice di una condizione di inibizione incipiente dovuto al
prevalere della fase fermentativa rispetto alla metanigena.
31
3.2. Le tecnologie per la digestione anaerobica
La classificazione dei processi anaerobici per la produzione di biogas è basata su una serie di
caratteristiche connesse alla conduzione del reattore oltre che al processo. Le differenti
tecnologie e tipi di processo legati al trattamento anaerobico sono basati sul tenore di sostanza
secca del substrato alimentato al reattore.
In particolare, le tecniche di digestione anaerobica possono essere suddivise in tre gruppi
principali:
− digestione a umido (wet), quando il substrato in digestione ha un contenuto di
sostanza secca inferiore al 10%; è questa la tecnica più diffusa, in particolare con i
liquami zootecnici;
− digestione a secco(dry), quando il substrato in digestione ha un contenuto di sostanza
secca superiore al 20%;
− digestione a semisecco(semi-dry), nel caso di processi caratterizzati da valori
intermedi di sostanza secca; questa è una tecnica meno comune.
Il processo di digestione anaerobica è inoltre suddiviso in funzione della separazione o meno dei
differenti step biologici:
− processo monostadio, quando le fasi di idrolisi, fermentazione acida e metanigena
avvengono contemporaneamente in un unico reattore;
− processo bistadio, quando si ha un primo stadio durante il quale il substrato organico
viene idrolizzato e contemporaneamente avviene la fase acida, seguito da un
secondo stadio dove avviene la fase metanigena, con produzione di biogas.
Un’ulteriore suddivisione dei processi di digestione anaerobica può essere fatta in base al tipo di
alimentazione del reattore, che può essere continua o in discontinua, e in base al fatto che il
substrato all'interno del reattore venga miscelato o venga spinto lungo l’asse longitudinale
attraversando fasi di processo via via diverse (flusso a pistone).
Infine, a seconda della temperatura nel reattore, si parla di digestione in condizioni termofile
(circa 55 °C), mesofile (circa 35 °C) o psicrofile (10-25 °C), così come descritto
precedentemente (par. 3.1).
3.3. La co-digestione anaerobica
Le biomasse avviabili al processo di digestione anaerobica possono provenire dalle più svariate
fonti: biomasse di origine zootecnica (bovini, suini, equini, avicoli) ed agroindustriale, colture
energetiche, residui colturali, fanghi di depurazione e frazioni organiche derivanti da raccolte
differenziate secco/umido dei rifiuti urbani).
Il trattamento simultaneo di due o più residui organici, con caratteristiche chimico – fisiche
differenti, per via anaerobica è comunemente chiamato co-digestione. In generale, i vantaggi
che il processo di co-digestione offre possono essere così sintetizzati:
 migliori rese per unità volumetrica di digestione;
 riduzione dei costi di investimento ed esercizio;
 effetto di diluizione di eventuali composti tossici;
 effetti sinergici sui microrganismi.
Questi vantaggi sono particolarmente evidenti quando il materiale da co-digerire sono gli
effluenti zootecnici. Tra gli svantaggi occorre evidenziare invece che la realizzazione di impianti
di co-digestione comporta in generale una maggiore complessità impiantistica e logistica che va
32
ad incidere sui costi d’investimento, su quelli di esercizio e manutenzione nonché di
ammortamento dell’opera.
La co-digestione di effluenti zootecnici con altri scarti organici al fine di aumentare la
produzione di biogas è una pratica largamente utilizzata in Europa ormai da diversi anni (Sergio
Piccinini et al., 2006). Tale pratica consente infatti di incrementare le rese di biogas e quindi le
vendite di elettricità prodotta, oltre che talvolta aumentare gli introiti dell’azienda grazie ai
produttori degli scarti organici utilizzati come co-substrato, che pagano per lo smaltimento dei
propri scarti. In particolare, nelle piccole e medie strutture aziendali, l’utilizzo della codigestione può notevolmente migliorare l’economia globale, in quanto gli aumentati guadagni
consentono di bilanciare anche i maggiori investimenti necessari e i costi sostenuti per rendere
idoneo l’impianto al trattamento di più scarti. Inoltre, la miscelazione di diversi prodotti
consente di compensare le fluttuazioni stagionali di biomasse, di evitare sovraccarichi o carichi
inferiori alla capacità stessa del digestore e di mantenere quindi più stabile e costante il
processo.
La co-digestione per le aziende agrozootecniche rappresenta, dunque, un’opportunità molto
interessante sotto il profilo sia tecnico che economico. Occorre però programmare la gestione
dei conferimenti, il relativo stoccaggio e l’utilizzazione agronomica del digestato in un’ottica di
sostenibilità, valutando le distanze e i trasporti, le emissioni in atmosfera e l’apporto di
nutrienti che deve essere comunque proporzionato alle disponibilità di terreno. Soprattutto nelle
aree con elevata densità di capi per ettaro, occorre effettuare le scelte non solo in base a
convenienze economiche ma considerando anche il bilancio complessivo dei nutrienti., ad
esempio scegliendo biomasse per la co-digestione a basso contenuto di azoto, fosforo e potassio,
quali pane vecchio, oli di frittura esausti, grassi di scarto, melasso oppure attivando contratti di
fornitura di digestato per la quota eccedente il carico spandibile in campagna.
Inoltre, dal punto di vista normativo, per assicurare l’utilizzo agronomico del digestato prodotto
svincolandolo dalla normativa sui rifiuti, occorre valutare di volta in volta la natura “giuridica”
della biomassa, assicurandosi che non sia classificata come rifiuto, come le frazione organica dei
rifiuti solidi urbani (FORSU). Negli ultimi anni, infatti, sta crescendo l’utilizzo della digestione
anaerobica nel trattamento FORSU, in miscela con altri scarti organici industriali e con liquami
zootecnici (co-digestione).
3.3.1. Le matrici addizionabili agli effluenti zootecnici
La resa energetica complessiva dell’impianto può essere incrementata se agli effluenti
zootecnici si aggiungono altre biomasse a maggiore produttività. Le matrici di solito più
utilizzate nel processo di co-digestione di effluenti zootecnici sono gli scarti organici
agroindustriali e le colture energetiche.
Tra i sottoprodotti e scarti agro-industriali che possono essere addizionati come co-substrati
nella digestione di liquami zootecnici vi sono, ad esempio, il siero di latte, contenente proteine
e zuccheri dall’industria casearia e i flussi “puliti” che si generano negli stabilimenti lungo le
linee di lavorazione: scarti di patate, di cipolle, di frutta, di legumi, ricchi di sostanza organica,
anche se con un contenuto di umidità spesso elevato e molto variabile. Un aspetto gestionale
che va affrontato riguarda poi la conservazione di quelle biomasse che vengono prodotte in
periodi piuttosto limitati.
Dal punto di vista normativo occorre prestare la massima attenzione alle modalità con cui si
gestiscono tali flussi “puliti”, che devono entrare in impianto come “sottoprodotti” ai sensi del
comma 2 dell’art. 185 del Dlgs n. 152/2006, e rispettare le condizioni del comma 1 dell’art. 183
dello stesso decreto legislativo. In caso contrario tali flussi sono classificati “rifiuti” con tutte le
ripercussioni del caso relativamente al loro deposito temporaneo in attesa del carico al digestore
e alla classificazione del digestato a valle.
Un altro flusso che si genera dall’attività agroindustriale, e ben si presta alla co-digestione, è
costituito da tutti quei prodotti finiti e confezionati che non possono essere venduti (“non
33
destinabili al consumo umano”) perché scaduti o difettosi o da i reflui liquidi dell’industria che
tratta succhi di frutta o che distilla alcool. Vista la loro natura, però, tali biomasse sono da
ritenersi e classificarsi a tutti effetti “rifiuti”.
Di interesse per la digestione anaerobica sono anche diversi scarti organici liquidi o semisolidi
dell’industria della carne (macellazione e lavorazione della carne), quali grassi, sangue,
contenuto stomacale, budella, il cui utilizzo è normato dal Regolamento (Ce) n. 1774/2002,
“Norme sanitarie relative ai sottoprodotti di origine animale non destinati al consumo umano”, il
quale fissa specifici requisiti igienicosanitari da garantire con trattamenti appropriati
(pastorizzazione a 70 °C per almeno 1 ora). Sono questi flussi interessanti per la resa energetica,
perché caratterizzati da un’elevata dotazione di sostanza organica e dalla presenza di grassi, e
sono quindi dotati di un elevato potere metanigeno. Vanno però gestiti con grande attenzione in
co-digestione con altre matrici anche in relazione al forte potere odorigeno e all’elevato apporto
di azoto.
Anche i residui colturali, provenienti dai raccolti agricoli, possono essere utilizzati come matrici
nella digestione anaerobica, come foraggi, frutta e vegetali di scarsa qualità, percolati da silos e
paglia. In Germania, ad esempio, l’aggiunta di tali scarti alle deiezioni animali rappresenta una
pratica già da molto tempo adottata.
Recentemente si sta affermando l’impiego di colture non alimentari ad uso energetico (mais,
legumi, barbabietole), ossia di coltivazione di piante specifiche per la successiva digestione
anaerobica e per la produzione di biogas. Tale ipotesi è allettante soprattutto nei paesi in via di
sviluppo, dove i costi dell’energia sono alti e dove sono presenti ampie aree agricole favorite da
climi temperati. In Europa, tale scelta può rappresentare una soluzione dove si ha
sovrapproduzione agricola, o dove vi è presenza di aree incolte e a riposo (set aside) o di aree
irrigate con acque recuperate dai depuratori urbani. La coltivazione di colture energetiche è
incentivata dalla nuova politica agricola comunitaria, che prevede uno specifico incentivo di 45
€/ha.
Molte matrici richiedono vari step di pre–trattamento prima di essere avviate a digestione
anaerobica. Ad esempio gli alimenti avanzati e/o scaduti, gli scarti mercatali, i residui agricoli,
gli scarti di macellazione devono essere sottoposti a dei pre-trattamenti al fine di aumentarne la
biodegradabilità, mentre altre matrici, come il siero dei caseifici, sono facilmente
biodegradabili senza richiedere particolari pre–trattamenti. Inoltre alcune sostanze come gli
scarti di macellazione, sostanze ad elevato tenore proteico, necessitano di essere fortemente
diluite con il substrato base in quanto possono formare dei metaboliti inibitori del processo.
E’ infine da considerare che una serie di problematiche possono sorgere da un utilizzo non
congruo di diverse matrici. Aggiunte incontrollate di oli e grassi contenuti nello scarto, possono
ad esempio comportare un’eccessiva formazione di schiume, mentre scarti contenenti
considerevoli quantità di inerti, quali sabbia, pietre e terra, possono favorire la sedimentazione
nel digestore con conseguente accumulo di materiali inerti e riduzione del volume attivo del
reattore o blocco di valvole e tubazioni.
34
4. Il settore zootecnico in Alta Val di Non
Il settore zootecnico rappresenta uno dei comparti portanti nell’area dell’Alta Val di Non.
Dall’analisi condotta emerge che il settore dell’allevamento bovino è più sviluppato rispetto agli
altri allevamenti zootecnici. Al fine di valutare la potenzialità del settore zootecnico nel
territorio e le problematiche ad esso connesse, è stata condotta un’indagine conoscitiva
dettagliata del territorio e del settore zootecnico locale, focalizzandosi per lo più sul comparto
bovino.
4.1. Inquadramento territoriale
Il territorio dellÁlta Val di Non, si differenza da quello della Val di Non, nella quale è inserito.
La zona presenta le caratteristiche dell’area montana, tutti i comuni sono situati ad una quota
prossima ai 1.000 metri sul livello del mare: si passa infatti dai 960 metri del comune di Romeno
ai 1.200 - 1.400 metri del comune di Ruffrè. I boschi ricoprono gran parte del territorio (Fig. 2),
soprattutto sulle superfici più declivi mentre il prato caratterizza il paesaggio soprattutto nella
zona che va dai comuni di Cavareno e Romeno fino a Fondo e Castelfondo coinvolgendo anche
Sarnonico e Malosco, e arrivando anche alle superfici meno comode di Ruffrè e di Rumo. L’Alta
Val di Non, a differenza dei territori limitrofi, non risulta dominata dalle piantagioni di melo. Il
settore zootecnico riveste un ruolo importante, trasformando i foraggi di queste zone in latte,
che nei caseifici locali diventa Grana Trentino. Lálpeggio degli animali tra malghe a diversa
altitudine consente di sfruttare al meglio e in modo scalare la maturazione dell’erba, anche se
in Alta Val di Non l’alpeggio degli animali in lattazione è limitato per evitare alterazioni del
latte durante il trasporto dagli alpeggi ai caseifici.
Fig. 2 Utilizzazione delle superfici agricole. Elaborazioni Dati ISTAT
35
Idrologicamente, l’Alta Val di Non rientra nel Bacino del Noce. Il
fiume Noce, ricettore degli scarichi, è uno dei corsi d’acqua da
risanare anche in relazione alla sua intensa regimazione. Dalla
mappa della vulnerabilità intrinseca del PTA emerge che il
territorio dell’Alta Val di Non, in relazione alla litografia
affiorante, è caratterizzato da una vulnerabilità intrinseca
elevata/alta (Fig. 3).
Bacino del Noce
Fig. 3 Prima ipotesi di vulnerabilità intrinseca della litologia affiorante. Tav4 IX Piano di Tutela delle Acque. Focus Alta Val di Non
Dalla fase conoscitiva del PTA, emerge che, nel territorio dell’Alta Val di Non, relativamente
all’azoto, prevale la componente diffusa su quella puntuale, confermando in questo caso il peso
dei pascoli e delle aree a pascolo naturale e praterie di alta quota, dei pascoli alberati e
dell’incolto che comprende tutto il territorio urbano, il suolo naturale incolto, i corpi idrici ed i
ghiacciai. Le fosse Imhoff rappresentano, invece, la maggiore fonte di azoto e fosforo di origine
antropica; consistente risulta essere anche l’apporto degli scarichi tali quali. (Fig.4).
Gli interventi previsti dal Piano provinciale di risanamento delle acque prevedono il
collettamento totale degli scarichi tal quali, mentre non prevedono interventi risolutivi per
limitare l’apporto delle fosse Imhoff. Nel PTA viene comunque specificato che occorre mirare al
completamento del collettamento delle fosse Imhoff e/o al miglioramento delle rese depurative,
all’attuazione dei codici di buona pratica agricola e al controllo dello spargimento dei liquami
zootecnici.
Fig.4 Quadro di confronto tra gli inquinamenti di tipo puntuale e diffuso. Tav 3.2 Piano di Tutela delle Acque. Focus Alta Val di Non
36
Nel PTA è, inoltre, riportata la mappa della densità degli allevamenti zootecnici, aggregati per
comune amministrativo, espressi in abitanti equivalenti, secondo le tabelle di conversione di
letteratura (PTA), che però non tengono in considerazione delle tecniche di allevamento e del
metodo di smaltimento delle deiezioni. Dalla mappa di figura 4V+VI.1 del PTA (Fig. 5), è
possibile evincere che, nel territorio dell’Alta Val di Non, i comuni con maggiore intensità di
allevamenti zootecnici, e quindi dove è presumibilmente maggiore lo spargimento delle relative
deiezioni sui pascoli e sulle aree agricole, sono i comuni di Cavareno, Fondo e Romeno.
Fig. 5 Distribuzione degli allevamenti zootecnici. Mappa 4V+VI.1 Piano di Tutela delle Acque. Focus Alta Val di Non.
37
4.2. Consistenza degli allevamenti nell’Alta Val di Non
Per la distribuzione dei capi all’interno dell’aria di studio si è fatto riferimento ai dati del 6°
Censimento generale dell’Agricoltura redatto con dati aggiornati al 24 ottobre 2010, confrontati
poi con i dati aggiornati al 2012 forniti dall’U.O. Igiene e Sanità Pubblica Veterinaria, Servizio
Territoriale Valle di Non, che rileva le consistenze degli allevamenti zootecnici al giugno 2012
(Allegato 1).
Dall’analisi condotta emerge che il settore dell’allevamento bovino è più sviluppato rispetto agli
altri allevamenti zootecnici praticati nell’Alta Val di Non (Tabella 7 e Tabella 8).
A giugno 2012, complessivamente l’area concentra 59 aziende (Tabella 9) e circa 3.015 bovini
(Tabella 7). Circa 1.797 sono vacche da latte mentre il rimanente è costituito da giovenche
(manze) da allevamento, vitelli e pochi capi da carne o lavoro. Nell’Alta Val di Non, l’alpeggio è
praticato nel periodo da giugno a settembre. I capi in alpeggio rappresentano il 30% dei capi
totali.
Sul territorio dell’Alta Val di Non sono presenti alcuni maneggi, per un totale di circa 110 capi
equini. L’unico allevamento di avicoli di consistenza rilevante è presente nel comune di Amblar
per un numero di capi pari a 100 avicoli. Sono presenti piccoli allevamenti di ovini e caprini.
L’allevamento suinicolo nei comuni di interesse si limita ad una dimensione familiare, sono
infatti presenti solo n. 7 aziende con un numero di capi inferiore a 3 (Tabella 8).
Tabella 7 Numero di capi bovini per comune
Allevamento Bovino
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
n. totale capi
bovini
n. totale manze e
vitelli
n. totale vacche
n. totale capi
bovini in alpeggio
3.015
1.797
1.218
818
36
0
36
30
798
406
392
404
134
81
53
nd
77
42
35
nd
374
182
192
88
46
25
21
nd
1.002
711
291
206
211
143
68
56
91
68
23
nd
246
139
107
34
38
Tabella 8 Numero di capi per comune e tipologia di allevamento
Tipo Allevamento
n. totale capi
equini
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
n. totale capi
ovaiole
n. totale capi
caprini
n. totale aziende
suini familiare
110
100
20
7
48
100
-
1
42
0
8
3
-
-
-
-
-
-
-
-
0
-
12
3
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
20
-
-
-
-
-
-
-
Considerando il comparto zootecnico si riportano di seguito alcune osservazioni sulle tipologie di
allevamento, di stabulazione nonché sulle dimensioni aziendali (Tabella 9 e Tabella 10).
In Alta Val di Non, prevale l’allevamento dei bovini da latte, solo pochi capi sono bovini per
l’ingrasso. Nei comuni di Cavareno, Romeno e Ronzone, caratterizzati da grandi allevamenti,
prevale la stabulazione libera rispetto a quella fissa, con conseguente maggiore produzione di
liquame rispetto al letame. Il comune di Fondo è caratterizzato sia da piccoli che da grandi
allevamenti. I rimanenti comuni hanno una maggioranza di piccoli allevamenti (n. capi < di 50 )
e quasi tutti presentano una stabulazione fissa, con maggiore produzione di letame.
Tabella 9 Numero di aziende e dimensioni per comune
Allevamento Bovino
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
n aziende
10-30 capi
18
11
10
11
9
59
-
-
1
-
-
1
1
2
-
2
3
8
2
1
1
1
-
5
1
-
2
-
-
3
8
5
-
1
1
15
1
-
1
-
-
2
1
-
1
5
4
11
-
-
-
1
1
2
1
-
2
-
-
3
3
3
2
1
-
9
n aziende
30-50 capi
n aziende n aziende
>100 capi Totale
n aziende
1-10 capi
n aziende
50-100 capi
39
Tabella 10 Numero di capi per tipologia di allevamento e di stabulazione categoria bovini
Tipologia stabulazione
Tipologia allevamento
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
FISSA
Ingrasso
Latte
LIBERA
Totale Ingrasso Latte
Totale
Totale
complessivo
3015
67
906
973
0
2.042
2.042
-
36
36
-
-
-
-
113
113
-
685
685
798
3
65
68
-
66
66
134
1
76
77
-
-
-
77
17
186
203
-
171
171
-
46
46
-
-
-
2
66
68
-
934
934
1002
-
112
112
-
99
99
211
-
91
91
-
-
-
91
44
115
159
-
87
87
246
36
374
46
40
4.3. Ubicazione degli allevamenti
Partendo dalle osservazioni del paragrafo precedente e dai dati georeferenziati degli
allevamenti forniti dall’U.O. Igiene e Sanità Pubblica Veterinaria del Servizio Territoriale Valle di
Non, è stato possibile ricostruire una mappa degli allevamenti presenti in Alta Val di Non
(Allegato 2). La Fig. 6 riporta la distribuzione degli allevamenti bovini, mentre la Fig. 7 la
distribuzione delle altre tipologie di allevamento.
Fig. 6 Distribuzione degli allevamenti bovini (rosso). Vista 3D
Fig. 7 Distribuzione degli allevamenti equini (verde), ovini (bianco), avicoli (giallo) e suinicoli (Ciano). Vista 3D
41
4.4. Stima produzione Liquame e Letame
La corretta valutazione dei quantitativi di effluente zootecnico, suddiviso come materiale
palabile (letame) e non palabile (liquame) riveste importanza ai fini della corretta
determinazione del massimo potenziale di biometanazione dell’Alta Val di Non e del
conseguente dimensionamento dell’impianto di digestione anaerobica, in quanto influenza il
contenuto di solidi dell’effluente zootecnico, la produzione specifica di biogas e i volumi da
trattare.
Non essendovi a disposizione dati quantitativi sulla produzione di letame e liquame dei singoli
allevamenti in Alta Val di Non, è stata effettuata una stima delle produzioni sulla base del
numero dei capi e della tipologia di stabulazione, nonché del tipo di materiale utilizzato per la
lettiera, così come previsto dal DM 7 aprile 2006. È stata inoltre effettuata una verifica delle
stime sulla base dei quantitativi presunti di latte prodotto così come proposto da alcuni studi
specifici condotti dal C.R.P.A.
Dalle analisi effettuate, considerando i dati sulla tipologia di allevamento e di stabulazione,
forniti dall’U.O. Igiene e Sanità Pubblica Veterinaria della Provincia Autonoma di Trento, e da
quanto emerso dalle interviste fatte ad alcuni allevatori dell’Alta Val di Non, negli allevamenti
bovini nei comuni di Cavareno, Romeno e Ronzone prevale la presenza di stalle con stabulazione
libera, con conseguente maggiore produzione di liquame, a differenza degli altri comuni
dell’Alta Val di Non dove invece prevale la stabulazione fissa che determina una maggiore
produzione di letame.
La segatura prevale come materiale di lettiera (probabilmente per della presenza di segherie nel
territorio) rispetto alla paglia, che viene invece utilizzata solo per vitelli.
Si riportano in Tabella 11, le tipologie di allevamento individuate ed utilizzate per la stima della
produzione di letame e liquame in Alta Val di Non così come definite nel DM 7 aprile 2006. Gli
allevamenti di ovini, caprini e suini non sono stati considerati in quanto a carattere familiare e
di piccole dimensioni.
•
•
•
Tabella 11. Tipologie di capi animali individuate e considerate in Alta Val di Non
Bovini
o Vacche da latte in produzione, stabulazione fissa con paglia
o Vacche da latte in produzione, stabulazione libera con cuccetta*
o Rimonta vacche da Latte, stabulazione fissa con lettiera
o Rimonta vacche da latte, stabulazione libera cuccetta*
o Bovini e bufalini all'ingrasso, stabulazione fissa
Equini
o Equini stalloni e fattrici
Avicoli
o Ovaiole E Riproduttori Leggeri A Terra Con Fessurato
Nel caso degli allevamenti bovini con stabulazione libera, in assenza di dati specifici sul tipo di
stabulazione (es. libera senza paglia, libera cuccetta groppa a groppa con paglia, libera cuccetta
testa a testa con paglia) e al fine di determinare la produzione specifica annua di letame e
liquame per capo bovino (Vacche da latte in produzione e Rimonta vacche da Latte) è stata
effettuata una media tra le differenti tipologie di stabulazione libera con cuccetta fornite dal
DM 7 aprile 2006 (Tabella 12). Tale assunzione prevede un valore di produzione specifica di
22 t liquame /t pv / anno e 18,5 t letame /t pv / anno per le vacche da latte in produzione e
17 t liquame /t pv / anno e 14,5 t letame /t pv / anno per le vacche da latte da rimonta.
42
Tabella 12 Stralcio della Tabella 1 del DM 7 aprile 2006
Specie
Categoria
Animale
Peso vivo
kg/capo
600
Rimonta
vacche da
Latte
(Manze)
Bovini e
bufalini
all’ingrasso
Stalloni e
Fattrici
ovaiole e
riproduttori
(capo
leggero)
300
350
Liquame
letame o materiale
palabile
Quantità di paglia
-
(m³/t p.v. / a)
(t/t p.v. / a)
(m³/t p.v. / a)
(kg/t p.v./ giorno)
Fissa
con paglia
9
26
34,8
5
22
18,5
25,48
4
senza paglia
33
-
0
Libera con
cuccetta groppa
a groppa
con paglia
20
15
19
5
Libera con
cuccetta testa a
testa
con paglia
13
22
26,3
5
Fissa
con lettiera
3,2
17,5
23,5
5
17
14,5
11,8
5
Libera*
Libera con
cuccetta
Libera con
cuccetta groppa
a groppa
Libera con
cuccetta testa a
testa
Fissa
senza paglia
26
0
con paglia
16
11
13,9
5
con paglia
9
18
21,5
5
con lettiera
3,2
17,5
23,5
5
24,4
-
individuali o
5
15
collettivi
1,8
con fessurato
(posatoio) totale
Ovaiole
a terra
o parziale e
0,15
9
disidratazione
della pollina
* Valori medi tra le diverse tipologie di stabulazione libera con cuccetta , così come intese dal DM 7 aprile 2006.
Equini
550
Dettaglio
stabulazione
(m³/t p.v. /anno)
Libera*
Libera con
cuccetta
Bovini
Vacche da
latte in
produzione
Tipo di
stabulazione
in recinti
18
Dalle stime condotte, è stato calcolato, considerando l’insieme degli allevamenti bovini, equini
ed avicoli, un quantitativo totale di liquame e letame pari a 24'212 t/anno e 23'277 t/anno
rispettivamente (Fig. 8). La Tabella 13 e la Fig. 9 mostrano la ripartizione dei quantitativi di
liquame e letame per tipologia di allevamento. Il maggiore contributo è dato dagli allevamenti
bovini. In particolare negli allevamenti con stabulazione libera prevale la produzione di liquame
rispetto al letame mentre negli stabilimenti con stabulazione fissa prevale la produzione di
letame.
Letame (49%)
23.277 ton /a
Liquame (51%)
24.212 ton/ a
Fig. 8 Ripartizione stimata tra liquame e letame in Alta Val di Non. Elaborazione dati EURAC
43
Tabella 13 Ripartizione tra liquame e letame in Alta Val di Non, in funzione della tipologia di allevamento e stabulazione.
Allevamento
Tipo
Stabulazione
m3/a
t/a
t/d
TOTALE
Alta Val di Non
24..212
24..212
60
Bovini
Vacche da latte in
produzione,
st. fissa con paglia
Bovini
Vacche da latte in
produzione,
st. libera con paglia
Bovini
Bovini
Bovini
Equini
ST
(%TQ)
SV
(%ST)
m3/a
t/a
t/d
30.125
23.277
64
ST
(%TQ)
SV
(%ST)
2.500
2.500
6
8
5
9.667
7.223
20
20
16
16.946
16.946
42
8
5
13.091
10.544
29
20
16
Rimonta Vacche Da Latte,
st. fissa con letteria
347
347
1
8
5
2.545
1.895
5
18
15
Rimonta Vacche Da Latte,
st libera con paglia
4.044
4.044
10
8
5
2.807
2.308
6
18
15
73
73
0
8
5
535
398
1
18
15
Ovaiole e riproduttori leggeri,
a terra con fessurato
0,03
0,03
0,0001
55
35
3
2
0,004
55
35
Equini stalloni e fattrici
303
303
1
7.5
6
1.476
908
2
28
21
Bovini e bufalini all'ingrass,
st. fissa
Avicoli
Letame
(materiale palabile)
Liquame
18.000
16.000
ton/anno
14.000
12.000
Liquame
10.000
Letame
8.000
6.000
4.000
2.000
0
Vacche da latte in
Vacche da latte in Rimonta Vacche Da
produzione, st. fissa produzione, st. libera Latte, st. fissa con
con paglia
con paglia
letteria
Rimonta Vacche Da
Latte, st libera con
paglia
Bovini e bufalini Ovaiole e riproduttori
all'ingrass, st. fissa leggeri, a terra con
fessurato
Equini stalloni e
fattrici
Fig. 9 Ripartizione tra liquame e letame in Alta Val di Non, in funzione della tipologia di allevamento e stabulazione.
Elaborazione dati EURAC
E’ importante evidenziare che tali dati rappresentano una stima della produzione di liquami e
letami in Alta Val di Non. La quantità totale di effluenti prodotti è stata comunque verificata
anche in base a calcoli effettuati sulla produzione di latte (par. 0) e dunque verosimilmente
rappresenta la situazione attuale. La ripartizione degli effluenti tra liquame e letame potrebbe
invece differire rispetto a quella reale, risultando nella realtà una maggiore quantità di liquame
rispetto al letame.
Tale possibile differenza è imputabile al fatto che, in assenza di dati specifici sulla tipologia di
stabulazione libera, è stato calcolato un valore medio della produzione specifica di letame e
liquame per capo bovino annuo. Tuttavia, a vantaggio di sicurezza è stato scelto un valore di
produzione di biogas del letame relativamente basso, e dunque una maggiore produzione di
letame rispetto al liquame non comporta un sovrastima del potenziale di biogas dell’Alta Val di
Non.
Al fine di valutare le problematiche connesse alla gestione degli effluenti zootecnici in Alta Val
di Non, in particolare riferimento al loro impiego in agricoltura, e le potenzialità energetiche di
ciascun comune, in Tabella 14, è riportata una stima del liquame e del letame prodotto per
tipologia di allevamento e per singolo comune. Dal grafico in Fig. 10 si evince una prevalenza di
liquame prodotto nei comuni di Cavareno e Romeno, dove sono presenti stalle più grandi con
stabulazione libera. Negli altri comuni, dove vi è invece una maggioranza di stalle più piccole,
con prevalente stabulazione fissa, le quantità di liquame si riducono rispetto a quelle di letame.
44
Tabella 14 Ripartizione tra liquame e letame in Alta Val di Non, in funzione della tipologia di allevamento e comune
Liquame
Allevamento
Comuni
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Letame
Bovini
Avicoli
Equini
Totale
Bovini
Avicoli
Equini
Totale
t/a
t/a
t/a
t/a
t/a
t/a
t/a
t/a
23.910
0,03
303
24.212
22.367
2
908
23.277
35
0,03
132
167
189
2
396
587
116
347
5.107
6.783
4.760
Dambel
6.667
912
912
1.149
1.149
Don
260
260
839
839
2.171
2.171
2.992
2.992
Malosco
155
155
500
500
Romeno
10.436
10.436
6.508
6.508
Ronzone
1.467
1.467
2.003
2.003
444
1.182
1.418
2.246
Fondo
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
389
55
1.418
165
1.347
2.246
12.000
ton/anno
10.000
Liquame
8.000
Letame
6.000
4.000
2.000
0
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
RuffrèMendola
Sarnonico
Fig. 10 Ripartizione tra liquame e letame in Alta Val di Non
45
4.5. Carichi zootecnici e distribuzione della superficie agricola
Il controllo dei carichi zootecnici nel territorio assume particolare importanza al fine di
contenere l’impatto ambientale delle attività agricole e zootecniche.
La Provincia Autonoma di Trento, in termini normativi, è molto attenta alle problematiche
ambientali. Il Piano di sviluppo rurale (PSR) della Provincia Autonoma di Trento subordina il
riconoscimento di alcuni specifici incentivi, destinati alle aziende agricole, al rispetto di precisi
vincoli, espressi come rapporto tra il numero di capi allevati (“unità bovino adulto” o UBA) e la
superficie agricola utile (SAU) o la superficie foraggera dell’azienda. Nello specifico, pur non
essendo il territorio trentino classificato come Zona Vulnerabile ai nitrati, il PSR va ben oltre i
limiti minimi della condizionalità di 4 UBA/ha ed impone agli allevatori limiti più restrittivi per
l’accesso ad una serie di meccanismi premianti. Molti premi vengono assegnati alle aziende con
carico UBA/ha inferiore a 2,5 , valore che equivale all’incirca al limite di 170 kgN/ha anno,
previsto dal DM 7 aprile 2006, per le zone vulnerabili (ZVN).
La superficie agricola utile (SAU) rappresenta la superficie investita ed effettivamente utilizzata
in coltivazioni propriamente agricole. Non essendo riportato nell’ultimo censimento ISTAT 2010
(6° Censimento dell’Agricoltura) il livello comunale di dettaglio delle superfici agricole, per le
valutazioni e le osservazioni inerenti la superficie agricola si è fatto riferimento ai dati del 5°
Censimento dell’Agricoltura del 2000. Il Rapporto agricoltura PAT, riporta, comunque, nel 2007
una contrazione del 4% dell’intera SAU provinciale rispetto al valore del 2000. Nell’ultimo
periodo infatti nella zona di Romeno e Cavareno si è assistito ad una notevole espansione della
frutticoltura con conseguente sottrazione di terreni alla attività zootecnica. I dati del
Censimento ISTAT del 2000 indicano un’estensione della SAU, all’interno dell’area di studio, di
circa 1.730 ettari, corrispondente solo al 20% della superficie totale in Alta Val di Non (8.265
ettari). Il 61% della SAU in Alta Val di Non, pari a circa 1.000 ettari, è suddivisa tra i comuni di
Cavareno, Fondo e Romeno (Tabella 15). La maggior parte (circa l’87%) della superficie agricola
utilizzata (SAU) risulta costituita da prati permanenti e pascoli (1.498 ettari). Risulta abbastanza
contenuta, in termini di estensione, la superficie occupata dalle coltivazioni legnose agrarie:
pari a 200 ettari circa nell’intera area dell’Alta Valle di Non, e molto concentrata
geograficamente nei comuni di Fondo e Romeno, per la coltivazione del melo e pero.
Tabella 15 Utilizzazione dei terreni agricoli e boschivi (ISTAT 2000). Superfici in ettari
Superficie agricola utilizzata (SAU)
Superficie
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
Seminativi
(ha)
Prati
permanenti e
pascoli (ha)
Coltivazioni
legnose
agrarie (ha)
Superficie
agricola
utilizzata (ha)
Superficie
a bosco
(ha)
Superficie
improduttiva
(ha)
Superficie
totale
(ha)
29,90
1498,31
203,21
1731,42
6398,61
135,94
8265,97
0,20
99,06
0,30
154,09
0,00
99,26
344,82
7,40
451,48
0,25
154,64
551,69
11,02
717,35
nd
nd
nd
nd
nd
nd
nd
0,66
50,19
0,74
51,59
393,19
1,10
445,88
2,83
366,33
57,02
426,18
2138,28
6,10
2570,56
2,14
156,44
3,76
162,34
474,25
52,17
688,76
22,03
310,71
137,74
470,48
982,48
31,19
1484,15
0,40
80,42
3,40
84,22
432,18
9,71
526,11
0,75
170,32
0,30
171,37
473,73
9,33
654,43
0,59
110,75
0,00
111,34
607,99
7,92
727,25
46
Di seguito, sono riportate alcune considerazioni sulla distribuzione dei capi bovini nel territorio
dell’Alta Val di Non.
Da riepiloghi a scala comunale, il dato provvisorio non permette di suddividere e quantificare le
aziende in funzione del rapporto, più o meno elevato, tra numero di capi e superfici aziendali,
ma solo di esprimere alcuni indicatori “medi” e di valutarne la variabilità nell’ambito del
territorio. E’ stato difatti calcolato il numero di capi bovini per ettaro di SAU compresa nei
confini amministrativi comunali, non considerando dunque che parte della SAU di alcune aziende
zootecniche può essere posta al di fuori del territorio del comune di appartenenza.
Il numero medio di capi bovini per ettaro di SAU in Alta Val di Non è pari a 1,7, inferiore al
limite di 2,5 UBA/ettaro. Per quanto concerne la concentrazione del patrimonio bovino nei
comuni di interesse, confrontando la SAU disponibile per ogni comune e il numero di capi bovini,
si evince che il comune di Cavareno ha il carico medio di bovini più elevato pari a circa 5,2 capi
per ettaro di SAU.
Seguono i comuni di Romeno, Ronzone e Sarnonico, che presentano valori di 2,1 – 2,5 capi per
ettaro di superficie, mentre gli altri comuni sono caratterizzati da carichi inferiori a 1,5 (Tabella
16).
Tabella 16 Distribuzione e densità dei capi bovini nell’area di studio
Superficie agricola n. totale
n. capi
Superficie
utilizzata (ha)
capi bovini bovini/SAU
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Fondo
Malosco
Romeno
Ronzone
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
1731,42
3.015
1,7
99,26
36
0,4
154,64
798
5,2
nd
134
nd
51,59
77
1,5
426,18
374
0,9
162,34
46
0,3
470,48
1.002
2,1
84,22
211
2,5
171,37
91
0,5
111,34
246
2,2
Le rappresentazioni cartografiche che seguono (Fig. 11), costruite sulla base dei confini
amministrativi comunali, forniscono una visione più immediata del carico zootecnico di bovini in
ambito comunale misurato in termini di capi per ettaro di SAU. Esse forniscono i trend spaziali
della distribuzione e della densità delle produzioni zootecniche in Alta Val di Non, in relazione
alla SAU compresa nei confini amministrativi comunali. Tali dati calcolati sono in linea con
quanto riportato dal PTA in termini di abitanti equivalenti (par. 4.1).
47
Fig. 11. Carico zootecnico bovino per ettaro di SAU. Elaborazione EURAC su dati ISTAT e Servizi veterinari
locali
Infine per valutare l’effettiva compatibilità tra la realtà territoriale e quella produttiva è stata
calcolata la SAU necessaria per consentire un corretto smaltimento degli effluenti zootecnici
prodotti dai singoli comuni.
Le dosi di liquame e letame che possono essere applicate alle colture sono espresse in termini di
contenuto di azoto e sono fissate dalla Direttiva Nitrati in 170 kgN/ha anno per le Zone
Vulnerabili e in 340 kgN/ha anno per le zone ordinarie. In questo caso, pur essendo il territorio
dell’Alta Val di Non classificato come zona ordinaria (ZO), per il calcolo della SAU necessaria, è
stato considerato come vincolo allo spandimento il limite di 170 kN/ha anno, al fine di
considerare che la quasi totalità delle aziende, pur non essendo in ZVN, accede agli incentivi
previsti nel PSR, rispettando il carico di 2,5 UBA ettaro.
Per il calcolo dell’apporto di azoto al campo da parte degli effluenti zootecnici, si è fatto
riferimento alle tabelle riportate dal DM 7 aprile 2006 (Tabella 17) e riprese in diversi
regolamenti regionali, come il regolamento regionale n.1 dell’Emilia-Romagna 28 ottobre 2011,
che riportano, per le principali categorie di animali zootecnici, i valori stimati di azoto al campo
per capo o tonnellata di peso vivo, in funzione del tipo di allevamento e stabulazione. L’azoto al
campo è quello spandibile al netto delle perdite per volatilizzazione.
Anche in questo caso, come per la valutazione delle produzioni di letame e liquame, sono stati
considerati dei valori medi di produzione specifica di azoto per le vacche da latte in produzione
e per i capi da rimonta in stabulazione libera.
48
Tabella 17 Stralcio della Tabella 2 del DM 7 aprile 2006. Azoto prodotto da animali di interesse zootecnico
Specie
Categoria
Animale
Peso
vivo
Tipo di
stabulazione
Dettaglio
stabulazione
kg/capo
Fissa
Libera *
600
Bovini
Vacche da
latte in
produzione
Libera con
cuccetta
Libera con
cuccetta groppa a
groppa
Libera con
cuccetta testa a
testa
Fissa
Libera *
Rimonta
vacche da
Latte
(Manze)
Bovini e
bufalini
all’ingrasso
Stalloni e
Fattrici
Equini
300
-
(kgN/t pv)
(kgN/capo)
con paglia
138
138
82,80
82,80
senza paglia
con paglia
138
82,80
con paglia
120
120
con lettiera
Libera con
cuccetta
Libera con
cuccetta groppa a
groppa
Libera con
cuccetta testa a
testa
36
36
senza paglia
con paglia
120
36
con paglia
Ripartizione N al
campo
Liquame
Letame
(kgN/t
(kgN/t
p.v./anno)
p.v./anno)
39
99
57,8
80,2
85
53
53
85
35,5
102,5
26
77,0
94
43,0
120
0
71,1
48,9
40
80
Capi/ha SAU
ZNV
ZO
2,0
2,0
4,1
4,1
2,0
4,1
4,7
4,7
9,4
9,4
4,7
9,4
350
Fissa
con lettiera
84
29,4
18
66
5,8
11,6
550
in recinti
individuali o
collettivi
69
37,95
21
48
4,5
9,0
a terra
con fessurato
totale o
parziale/
disidratazion
e pollina
230
0,41
0,2
229,8
414
829
Ovaiole
ovaiole e
riproduttori
(capo
leggero)
Azoto al campo
1,8
* Valori medi tra le diverse tipologie di stabulazione libera con cuccetta , così come intese dal DM 7 aprile 2006.
Per ciascun comune, è stato calcolato l’azoto prodotto (kgN/anno) dagli allevamenti presenti,
applicando quanto prescritto dal DM 7 aprile 2006 e considerando specifici parametri per bovini,
equini ed avicoli. Dividendo l’azoto prodotto per comune (kgN/anno) per i valori limite di azoto
per ettaro anno (170 e 340 kgN/ha anno) è possibile ricavare la superficie agricola utile (SAU)
necessaria per lo smaltimento degli effluenti zootecnici in ZO e ZNV (Tabella 18).
Dal confronto tra la SAU disponibile e la SAU necessaria in ZNV è stato calcolato un indice SAU,
definito come:
=
INDICE SAU SAU disponibile − SAU necessaria
Tabella 18 Distribuzione dell’azoto nell’area di studio
kgN/anno per
Tipologia
allevamento
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Bovini
(kgN/anno)
Avicoli
(kgN/anno)
Equini
(kgN/anno)
Totale
(kgN/anno)
193.997
46
4.167
188.567
1407,34
46
SAU
SAU
necessaria
disponibile
in ZVN
(ha)
(ha)
1.731
1.166
Indice
SAU
+565
1.818,4
3.075,5
99,3
19,2
+80,0
1.591,1
47.109,0
154,6
285,3
-130,6
Dambel
8603,39
8.280,1
nd
50,6
n.d.
Don
4841,42
4.612,0
51,6
28,5
+23,1
21902,00
21.066,8
426,2
128,8
+297,3
Malosco
2888,31
2.751,1
162,3
17,0
+145,3
Romeno
68660,63
66.311,9
470,5
403,9
+66,6
Ronzone
14256,29
13.773,4
84,2
83,9
+0,4
7.017,2
171,4
42,8
+128,5
14.570,2
111,3
105,9
+5,4
Fondo
Ruffrè-Mendola
Sarnonico
46905,80
6522,36
18009,31
757,7
49
Indice SAU (ha)
L’Alta Val di Non presenta un indice SAU di +565 ettari (Fig. 12), calcolato come differenza tra
la SAU disponibile totale (1.731 ettari) e la SAU necessaria totale in ZNV (1.166 ettari).
Complessivamente si evince dunque che, in un’ottica di cooperazione, l’Alta Val di Non ha le
risorse per gestire il problema dello spandimento degli effluenti zootecnici nel proprio territorio.
Dall’analisi effettuata, si evince che la situazione della sostenibilità della zootecnia è
particolarmente critica nei comuni di Cavareno e Ronzone, dove la produzione di azoto è
eccedentaria rispetto al limite di 170 kgN/ha anno, richiedendo delle superfici aziendali
aggiuntive. Per contro si evidenziano situazioni positive di alcuni comuni che hanno SAU in
eccedenza, come i comuni di Fondo, Malosco e Ruffrè-Mendola. I comuni di Don e Sarnonico,
sono al limite del rispetto dei vincoli relativi ai massimi carichi consentiti in zona vulnerabile da
nitrati.
450
Indice SAU
250
50
-150
Fig. 12. Indice SAU in Alta Val di Non
In conclusione, dalle analisi effettuate sulla distribuzione degli allevamenti in Alta Val di Non,
emerge che in un’ottica di cooperazione, complessivamente l’area di studio riesce a gestire il
carico di azoto prodotto, rispettando il vincolo di 170 kgN/ettaro anno, equivalente al limite di
2,5 UBA/ettaro. I comuni infatti che presentano situazioni più critiche, come ad esempio il
comune di Cavareno, riescono a fronteggiare il problema dello spandimento delle deiezioni
tramite l’utilizzo di terreni aziendali al di fuori del proprio territorio di appartenenza.
50
5. Analisi del potenziale energetico ricavabile dalla
digestione anaerobica
5.1. Potenzialità energetica degli effluenti zootecnici e delle
biomasse
Gli scarti organici da utilizzare come substrati nel processo di digestione anaerobica, come visto,
possono provenire dalle più svariate fonti (biomasse di origine zootecnica e agroindustriale,
colture energetiche, residui colturali, fanghi di depurazione e frazioni organiche derivanti da
raccolta differenziata secco/umido dei rifiuti urbani) e possiedono quindi forti differenze nella
composizione chimica e nella biodegradabilità, nonché in termini di quantità e qualità di biogas.
Per dimensionare e gestire correttamente un impianto per la produzione di biogas è necessario
tenere conto del potenziale metanigeno massimo o “BMP” (dall’inglese Biochemical Methane
Potential) delle biomasse utilizzate. Questo parametro esprime la quantità di biogas/metano
massimo potenzialmente ottenibile dalla degradazione di una biomassa, ed è espresso come Nm3
/kgSV, ovvero normal metri cubi di biogas per kg di solidi volatili. Accanto al volume di biogas
producibile, l’analisi deve sempre riportare anche la percentuale di metano presente nel biogas,
in quanto è questo il combustibile utile per la conversione energetica. In Tabella 19 è riportata
la resa indicativa in biogas di vari effluenti zootecnici, così come riportato in letteratura.
3
Tabella 19 Effluenti zootecnici per la digestione anaerobica e loro resa in biogas (m per tonnellata di solidi volatili)
Effluenti zootecnici
Solidi totali
% TQ
Letame bovino
Liquame bovino
Letame equino°
Liquame equino°
Pollina di galline ovaiole
Letame suino°
Liquame suino
27
8
28
7,5
55 -72
22
3
Solidi
volatili*
%ST
81
78
75
80
62-70
82
75
m3 biogas/
t SV(*)
% CH4
300-400
300- 480
~350
~250
600-700
~450
450 - 590
50-56
50-58
~60
~60
53-55
~60
60-65
(*) Solidi volatili: frazione della sostanza secca costituita da sostanza organica
Dati: Banca dati CRPA Danieli and Aldrovandi, 2011,
A seconda del materiale di lettiera utilizzato nelle stalle, delle modalità di lavaggio delle stesse
è, inoltre, possibile che vi siano delle differenze in termini di contenuto di solidi nelle deiezioni
zootecniche di differenti allevamenti e di produzione di biogas.
In particolare, si sottolineano le possibili differenze in termini di rese di biogas a seconda che il
materiale utilizzato nella stabulazione degli allevamenti bovini sia paglia o segatura. I valori
riportati in Tabella 19, fanno riferimento a potenziali di biometanazione del liquame e letame
bovino di allevamenti che utilizzano paglia come materiale di lettiera. Il CRPA ha,
recentemente, condotto delle prove di biometanazione sulla frazione solida (a valle di una
separazione solido/liquido) di un liquame bovino (vedi tabella successiva) dalle quali si evince
che l’utilizzo di segatura penalizza, seppur non di molto, la produzione di biogas, essendo questa
meno biodegradabile della paglia.
51
3
Tabella 20 Effluenti zootecnici per la digestione anaerobica e loro resa in biogas (m per tonnellata di solidi volatili)
Frazione solida di liquame bovino
Solidi totali
% TQ
Fresco con paglia
Fresco con segatura
21.2
20.9
Solidi
volatili*
%ST
91
92.7
m3 biogas/
t SV(*)
% CH4
375
352
57
53.4
m3
CH4/
t SV(*)
214
188
Dati CRPA (C Fabbri et al., 2012). Prove BMP condotte con tempi maggiori di 35 giorni.
Le biomasse derivanti da scarti agroindustriali e da vari tipi di colture dimostrano di possedere
un buon potenziale di produzione di biogas, come è possibile evincere dai dati riportati in
Tabella 21 e Tabella 22:
3
Tabella 21 Scarti organici e reflui dell’agroindustria per la digestione anaerobica e loro resa in biogas (m per
tonnellata di solidi volatili)
Scarti organici e reflui
dell’agroindustria
Siero
Fango di caseificio centrifugato
Crusca di frumento tenero
Crusca di frumento duro
Paglia di riso
Fondi di caffè
Fecce di vino
Barbarbietole
Vinacce d’uva con raspi
Sansa d’oliva
Ributto di sorgo zuccherino
Sangue bovino
Trippa bovina
Grasso bovino
Solidi totali
% TQ
6.0 – 6.5
13.3
89.4
88.5
39.7
39.9
43
31
28.2
47.2
49.9
16.2
27.9
86.7
Solidi
volatili
%ST
85-90
80
95
95.7
86.7
97.7
86.5
94.5
94
97.6
77.5
95
98.2
99.9
m3 biogas/
t SV(*)
% CH4
500-550
427
625
689
438
710
831
761
156
340
234
843
977
1284
65-75
67
51
54
55
57
60
52
57
60
56
58
65
65
Dati Danieli and Aldrovandi, 2011
Tabella 22 Colture energetiche per la digestione anaerobica e loro resa in biogas (m3 per tonnellata di solidi
volatili)
Colture energetiche
Solidi
volatili
%ST
m3 biogas/
t SV(*)
% CH4
93.7
92.2
93.7
92.1
466
317
858
500
53
52
53
55
23.7
96.2
781
53
23
95.6
900
53
Solidi totali
% TQ
Mais ceroso fresco
Mais
Trinciato di mais
Insilato di mais
Insilato di mais ceroso ad elevato
tenore di granella
Insilato di mais ceroso ad elevato
tenore di granella triturato
35.2
53.9
22.3
45.5
Dati Danieli and Aldrovandi, 2011
Tra le biomasse avviabili a digestione, infine, i fanghi di depurazione sono caratterizzati da un
potenziale di biometanazione di 250 – 350 m3 biogas/t SV, mentre la FORSU di 400 – 600 m3
biogas//t SV.
In una fase preliminare di dimensionamento di un impianto di digestione anaerobica è possibile
utilizzare i dati di letteratura per valutare le rese di produzione di biogas e di conseguenza la
fattibilità tecnico-economica dell’impianto. In fase di progettazione definitiva ed esecutiva è
bene effettuare un’indagine specifica del potenziale di biometanazione degli effluenti
zootecnici e delle biomasse da trattare, mediante test specifici di biometanazione (Claudio
Fabbri and Sergio Piccinini, 2011).
52
5.2. Potenzialità dal settore agro-industriale in Alta Val di Non
Al fine di valutare la presenza di eventuali matrici da utilizzare per il processo di co-digestione
con gli effluenti zootecnici in Alta Val di Non, è stata condotta un’analisi del settore agroindustriale locale, valutando la presenza di possibili co-substrati con alto contenuto di sostanza
organica ma modesto apporto proteico, al fine di non incrementare il carico di azoto in Alta Val
di Non. Sono di seguito riportate una serie di spunti ed osservazioni sul settore agricolo ed
industriale dell’Alta Val di Non.
In linea generale, in Trentino, l’attività agricola caratterizza positivamente l’economia della
zona. La quasi totalità delle produzioni agricole trentine è rappresentata dal settore frutticolo,
ortaggi, fragola, piccoli frutti e mais da polenta; dal settore vitivinicolo; dal settore foraggero,
zootecnico e lattiero caseario; dal settore ittico e della grappa. Sebbene basata su attività
tradizionali prevalentemente di tipo intensivo, l’attività agricola presenta rese modeste per
unità di superficie a causa delle condizioni pedoclimatiche della zona e punta sull’elevata
qualità del prodotto. Conseguentemente il mantenimento degli standard attuali di qualità
richiede constanti investimenti in termini di innovazione e sviluppo, sia per quanto concerne le
scelte colturali che le modalità di allevamento zootecnico e gestione ambientale.
In Alta Val di Non, l’agricoltura è prevalente in alcuni comuni (in modo particolare Sanzeno),
negli altri invece si caratterizza come un’attività di integrazione al reddito. Il settore agricolo,
ed in particolare la coltivazione delle mele, recita ancora un ruolo prioritario nella zona,
insieme ad una buona zootecnia ed alle attività di trasformazione ad essa connesse (caseifici).
Le aziende zootecniche producono in loco gran parte del foraggio necessario per i bisogni degli
animali allevati, una quota di concentrati e foraggio proviene anche da fuori regione. Alla
praticoltura è mediamente destinata una modesta quantità di interventi tecnici e di attenzioni
per cui si assiste ad un progressivo degrado dei prati con conseguente calo della quantità e della
qualità del foraggio prodotto.
Per quanto riguarda il settore industriale, la posizione geografica e la conformazione della zona
poco si prestano allo sviluppo della media e della grande impresa, e l’attuale assenza di tali
tipologie lo conferma. La struttura industriale dell’Alta Valle di Non, rispetto al complesso della
provincia non è trascurabile e rappresenta il 2,1% per quanto riguarda le unità locali e l’1,2% per
quanto riguarda gli addetti. I settori maggiormente rappresentati sono quelli delle attività
manifatturiere ed il settore delle costruzioni. Questi due settori rappresentano il 98% sia in
termini di unità locali che di addetti nell’ambito delle attività secondarie. Le altre attività del
settore industriale sono scarsamente o per nulla rappresentate nell’Alta Valle di Non.
Considerando gli aspetti strutturali delle imprese, per la maggior parte si tratta di piccole
imprese. In Alta Val di Non è presente comparto lattiero-caseario, ma il siero di latte,
sottoprodotto dei caseifici, in Trentino ha una filiera ben definita per la produzione di latte in
polvere.
A valle di una verifica preliminare delle disponibilità di frazioni organiche biodegradabili e delle
relative condizioni di approvvigionamento sulla base di contratti di fornitura, non sono stati
individuati substrati prontamente disponibili per un processo di co-digestione anaerobica con
effluenti zootecnici in Alta Val di Non. Eventuali scarti della macellazione e lavorazione della
carne sono da escludere per un processo di co-digestione soprattutto per il loro alto contenuto
proteico. Tra i flussi puliti il siero di latte rappresenterebbe un’ottimo co-substrato, ma è da
escludere come co-substrato in quanto è stata progettata e sviluppata una filiera alternativa per
la produzione di latte in polvere. In fase di progettazione esecutiva potrebbero risultare idonei,
per lo meno in alcuni periodi, alcuni residui colturali, provenienti dai raccolti agricoli, come
foraggi, frutta e vegetali di scarsa qualità, percolati da silos e paglia. Nel presente studio,
comunque, non è emersa la presenza di particolari flussi o biomasse da poter avviare, in
modalità costante, a digestione anaerobica per la produzione di biogas, insieme agli effluenti
zootecnici.
53
5.3. Potenziale di produzione di biogas ed energia dell’Alta Val di
Non dal comparto zootecnico
Il potenziale di produzione di biogas del comporto zootecnico in Alta Val di Non è stato valutato
effettuando una serie di stime basate su dati di letteratura, sull’esperienza nel settore, sulla
realtà sito specifica dell’Alta Val di Non.
Si ribadisce che non è stata contemplata l’ipotesi di co-digestione con altre biomasse, in quanto
dall’analisi preliminare condotta non è emersa la presenza di particolari biomasse
fermentescibili da poter avviare a digestione anaerobica per la produzione di biogas, insieme
agli effluenti zootecnici.
Per le stime di liquame e letame prodotto dagli allevamenti presenti in Alta val di Non si è fatto
riferimento ai dati riportati nel paragrafo 0. Considerando i valori di letteratura riportati nel
paragrafo 5.1 e osservazioni sito-specifiche, sono stati fissati, introducendo opportuni fattori di
sicurezza, i potenziali di biometanazione nelle singole biomasse avviabili al processo di
digestione anaerobica in Alta Val di Non, così come riportato in Tabella 23.
Tabella 23 Biomasse per la digestione anaerobica in Alta Val di Non e loro resa in
biogas (m3 per tonnellata di solidi volatili)
Effluenti zootecnici
Solidi totali Solidi
m3 biogas/
% CH4
% TQ
volatili
t SV(*)
*
%ST
Letame bovino
Liquame bovino
Letame equino°
Liquame equino°
Pollina di galline ovaiole
20
8
28
7,5
55
82
68
75
80
70
300
400
350
250
700
55
55
60
60
55
Dati Valutazioni EURAC, introducendo opportuni fattori di sicurezza sui dati di letteratura-
A partire dalle potenzialità metanigene delle biomasse è possibile determinare la producibilità
energetica dei substrati. La combustione all’interno di motori cogenerativi consente di
convertire l’energia contenuta nel combustibile biogas in energia elettrica e termica. La
quantità di energia effettivamente riutilizzabile dipende dall’efficienza di conversione dei
motori.
Le stime di producibilità energetica dei substrati sono state condotte considerando i parametri
riportati in Tabella 24:
Tabella 24 Parametri assunti per la stima della producibilità energetica dei
substrati
Parametro
Potere Calorifico del Metano (PCI)
Unità di misura
kJ/Nm
3
Valore
36.000
Ore di funzionamento annue
h/a
8.200
Efficienza elettrica cogeneratore
%
38
Efficienza termica cogeneratore
%
45
Efficienza complessiva cogeneratore
%
83
Le stime dei valori di energia recuperabile in Alta Val di Non, dal solo comparto zootecnico,
sono riportate nelle tabelle che seguono suddivise per categoria animale (Tabella 25) e per
comune (Tabella 26).
54
Tabella 25 Producibilità energetica (biogas, metano, potenza elettrica, energia elettrica, energia termica) suddivisa per categoria
animale
Potenziale
metanigeno
Allevamento
Alta Val di Non
(TOTALE)
Bovini
Bovini
Bovini
Bovini
Bovini
Avicoli
Equini
Stabulazione
Energia Elettrica prodotta
m biogas/a
m CH4/a
Potenza
Unita
cogenerativa
kWel
1.692.434
934.401
434
3
Vacche da latte in produzione,
st. fissa con paglia
Vacche da latte in produzione,
st. libera con paglia
Rimonta Vacche Da Latte, st.
fissa con letteria
Rimonta Vacche Da Latte, st
libera con paglia
Bovini e bufalini all'ingrass, st.
fissa
Ovaiole e riproduttori leggeri, a
terra con fessurato
Equini stalloni e fattrici
3
Elergia
elettrica
prodotta
MWh/a
Elergia
termica
prodotta
MWh/a
3.550
4.205
482.750
265.286
123
1.008
1.194
811.790
446.484
207
1.696
2.008
93.338
51.336
24
195
231
207.169
113.943
53
433
513
21.172
11.645
5
44
53
444
244
0,1
1
1
75.772
45.463
21
173
205
Tabella 26 Producibilità energetica (biogas, metano, potenza elettrica, energia elettrica, energia termica) suddivisa per Comune
Potenziale
metanigeno
Comune
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Energia Elettrica prodotta
m biogas/a
m CH4/a
Potenza
Unita
cogenerativa
kWel
1.692.434
934.401
434
3
3
Elergia
elettrica
prodotta
MWh/a
Elergia
termica
prodotta
MWh/a
3.550
4.205
41.581
24.424
11
93
110
406.478
224.923
105
858
1.017
Dambel
76.375
42.006
19
160
189
Don
46.943
25.818
12
98
116
194.415
106.928
50
406
481
Malosco
27.989
15.394
7
58
69
Romeno
547.267
300.997
139
1.140
1.350
Ronzone
130.485
71.767
33
273
323
79.555
44.403
21
169
200
141.346
77.740
36
295
350
Fondo
Ruffrè
Sarnonico
Dall’analisi condotta emerge che l’Alta Val di Non presenta un elevato potenziale di produzione
di biogas dal solo comparto zootecnico, pari a 1.692.434 m3biogas/anno, equivalenti a 934.401
m3CH4/anno. Ciò consentirebbe l’installazione di un’unità di cogenerazione, per il recupero
elettrico e termico dell’energia, di 433 kWel, con conseguente produzione di energia elettrica di
3.550 MWh/anno e di energia termica di 4.205 MWh/anno.
55
Fig. 13. kWelettrici producibili per comune
Considerando le distanze tra gli allevamenti, le potenzialità dei singoli comuni e l’orografia del
territorio, in relazione al potenziale energetico degli effluenti zootecnici in Alta Val di Non,
sono stati individuati i seguenti possibili scenari:
1 realizzazione di un unico impianto interaziendale da circa 450 kWel di potenza installata,
da collocare al confine tra i comuni di Cavareno e Romeno.
2 realizzazione di due impianti di biogas di potenza inferiore a 450 kWel, da collocare:
a. uno nella zona centro-nord (a servizio dei comuni di Fondo, Ronzone, Malosco,
Sarnonico, Ruffré ) di potenza nominale pari a circa 150 kWel.
b. uno nella zona Sud del territorio (al servizio dei comuni di Amblar, Cavareno, Dambel,
Don, Romeno) di potenza nominale pari a circa 300 kWel.
Nell’ipotesi che tutti gli allevatori dell’Alta Val di Non siano interessati alla realizzazione
di un impianto a biogas, tale soluzione consentirebbe di ottimizzare la logistica,
minimizzando le distanze di conferimento degli effluenti dagli allevamenti al sito di
trattamento, e di accrescere la sostenibilità economica degli investimenti soprattutto in
riferimento alla maggiore incentivazione prevista nel DM 6 luglio 2012 per gli impianti a
biogas di potenza inferiore a 300 kWel. In Tabella 27 è riportata la suddivisione per zone
dell’Alta Val di Non, così come descritta nello scenario 2.
56
Tabella 27 Producibilità energetica (potenza elettrica, energia elettrica,
suddivisa per Comune. Scenario 2
energia termica)
Energia Elettrica producibile
Comune
Centro Nord
Fondo
Elergia elettrica
producibile
MWh/a
1.202
Elergia termica
prudicibile
MWh/a
1.423
50
406
481
Ronzone
7
58
69
Malosco
33
273
323
Sarnonico
21
169
200
Ruffrè
36
295
350
286
2.349
2.781
11
93
110
Sud
Amblar
Cavareno
105
858
1.017
Dambel
19
160
189
Don
12
98
116
139
1.140
1.350
Romeno
3
Potenza Unita
cogenerativa
kWel
147
realizzazione di un unico impianto da 300 kWel su tutto il territorio, a cui pervengono
gli effluenti degli allevamenti di maggiori dimensioni. Tale ipotesi è molto realistica,
se si considera che non tutti gli allevamenti presenti nel territorio possano essere
interessati alla realizzazione di un impianto di biogas.
Non potendo tuttavia prevedere, ad oggi, in che modo si distribuirà il consenso degli allevatori a
partecipare all’iniziativa, la taglia di 300 kWel, individuata negli scenari 2 e 3, risulta comunque
quella più interessante da studiare in quanto quella maggiormente sostenuta dagli attuali
strumenti di incentivazione.
57
5.3.1. Verifica della potenzialità energetica dell’Alta Val di Non
Al fine di effettuare una verifica sulle produzioni totali di liquame e letame effettuate (0) e
della producibilità elettrica specifica in Alta Val di Non (5.3), sono state condotte delle verifiche
sulla base della sostanza secca escreta per singolo capo allevato.
Sperimentazioni condotte dal CRPA (Claudio Fabbri et al., 2012) hanno mostrato che la
produzione di materia secca escreta da bovini da latte è proporzionale alla quantità di latte
prodotto giornalmente. Lo studio fornisce un’indicazione dei quantitativi di sostanza secca
escreta (ST) mediamente per le diverse categorie di bovino in una mandria da 100 capi
produttivi (100 vacche più relative manze, manzette e vitelli) come riportato in Tabella 28. La
sostanza secca (ST) disponibile è stata valutata come somma di quella escreta e di quella
contenuta nella lettiera.
Tabella 28 Sostanza secca disponibile per capo allevato (Claudio Fabbri et al.,
2012)
Categoria animale
Vacche da latte in produzione
Vacche da latte in asciutta
Manze
Manzette
Vitelli
Sostanza secca
disponibile (escreta +
lettiera)
kg ST/capo d
9,5
6,0
6,4
3,8
2,3
Nel presente studio, le quantità di sostanza secca prodotte negli allevamenti dell’Alta Val di Non
sono state stimate a partire da:
- valori indicati dal DM 7/04/06 per quanto riguarda la produzione di letame/liquame tal
quale per peso vivo, per categoria animale e in base al tipo di stabulazione (fissa o
libera)
- valori di contenuto di secco (%ST) dei letami e dei liquami bovini ricavati da dati di
letteratura.
Dai valori di produzione di produzione di liquame e letame stimati al paragrafo 0, si è risalito al
valore di sostanza secca per capo al giorno, per tipologia di animale, così come riportato nella
tabella successiva.
Tabella 29 Stima della sostanza secca disponibile per capo allevato negli allevamenti
dell’Alta Val di Non
Categoria animale
Vacche da latte in produzione, stabulazione
fissa
Vacche da latte in produzione, stabulazione
libera
Rimonta vacche da latte, stabulazione fissa
Rimonta vacche da latte, stabulazione libera
Bovini e bufalini all’ingrasso, stabulazione
fissa
Sostanza secca
disponibile (escreta +
lettiera)
kg ST/capo d
9,73
6,94
3,09
2,71
3,60
58
Dai dati di Tabella 29 si osserva che la produzione specifica stimata per le vacche da latte, pari
a 9,73 kg ST/capo d, è in linea con il valore fornito dallo studio del CRPA 9,5 kg ST/capo e
forniti in Tabella 28. Anche per le altre categorie animali considerate nel presente studio,
seppur non direttamente confrontabili con quelle considerate dal CRPA, si ottengono valori di
produzione specifica di sostanza secca in linea con quelle di categorie animali simili per peso
vivo e stabulazione. Tale risultato indica che la produzione totale di liquame e letame stimata in
Alta Val di Non, è verosimile ed in linea con quanto i dati di letteratura.
Altro dato fornito dal CRPA è relativo alla producibilità elettrica specifica che risulta variabile
mediamente nel range 0,20 - 0,35 kWel/capo produttivo (vacche in lattazione + vacche in
asciutta) compresa la rimonta (Claudio Fabbri, 2011) per un allevamento bovino da latte tipico.
Il presente studio ha fornito una stima di 434 kWel complessivamente producibili che, rapportati
al numero di capi produttivi considerati pari a 1795, fornisce un valore specifico di 0,24
kWel/capo produttivo, prossimo all’estremo inferiore del suddetto range teorico. Tale valore
risulta in linea con le ipotesi fatte (come meglio chiarito nei paragrafi precedenti) ed in
particolare con le basse rese specifiche assunte per il letame bovino, a causa dell’utilizzo della
segatura come materiale di lettiera.
59
6. Dimensionamento di un impianto interaziendale P
<300 kWel
Con riferimento allo scenario 3 definito nel capitolo precedente (paragrafo 5.3), si illustrano di
seguito l’analisi dimensionale e le caratteristiche principali di un impianto a biogas di potenza
nominale pari a 299 kWel (potenza producibile stimata pari a 286 kWel), che tra le alternative
proposte risulta essere la taglia di impianto di maggiore interesse.
6.1. Substrati alimentati all’impianto
L’impianto considerato sarà alimentato con le seguenti tipologie e quantità di effluenti
zootecnici:
Tabella 30 – Quantità e caratteristiche dei substrati alimentati all’impianto da 300 kWel
Tal quale
Sostanza
secca
Sostanza
volatile
Azoto
t/d
t/d
t/d
kg/d
TOTALE Impianto
90
12
9
449
Letame bovino
36,8
7,4
6,0
187
Liquame bovino
50,2
4,0
2,7
253
Letame equino
2,0
0,6
0,4
7
Liquame equino
0,7
0,05
0,04
3
Ipotizzando un’ubicazione al confine tra Cavareno e Romeno, le quantità di liquami e letami
ipotizzate rispecchiano uno scenario in cui i maggiori conferimenti avvengono da questi due
comuni e da quelli immediatamente limitrofi con una conseguente preponderanza di liquami
rispetto ai letami, in linea con quanto ampiamente discusso nei precedenti paragrafi riguardanti
la producibilità di effluenti nei comuni dell’Alta Val di Non. Il mix di substrati in ingresso come
definito nella Tabella 30 è caratterizzato da un contenuto di sostanza secca pari al 13,3%.
6.2. Tecnologia di processo
La tipologia di processo proposta per l’impianto è la digestione anaerobica “a umido”
caratterizzata da un contenuto di sostanza secca (ST) all’interno delle vasche di digestione
inferiore al 10%.
Le vasche saranno tenute ad una temperatura di esercizio costante e prossima ai 40 °C, tale da
favorire la crescita di batteri e microrganismi “mesofili”, e saranno mantenute completamente
miscelate mediante opportuni sistemi di agitazione.
Un tipico schema di trattamento per la digestione degli effluenti di allevamento prevede il
susseguirsi delle seguenti fasi:
ricezione dei substrati:
 saranno presenti una vasca coperta per l’accumulo dei liquami ed un capannone coperto
con tettoia per l’accumulo dei letami
alimentazione dei substrati:
 gli effluenti saranno inviati alla prima vasca (digestore primario) mediante un sistema di
dosaggio che permette di miscelare le frazioni solide e liquide;
digestione anaerobica (DA):
60
-
-
-
-
-
-
-
-
 la DA sarà condotta in due stadi all’interno di un digestore primario e di un post-digestore
e contestuale produzione di biogas;
accumulo del biogas:
 ottimizzare la fase successiva di valorizzazione energetica del biogas, sarà previsto un
volume di accumulo del biogas;
trattamento del biogas:
 il biogas prima dell’invio alla combustione verrà deumidificato e depurato da eventuali
composti indesiderati (polveri, H2S, etc.);
produzione di energia:
 il biogas sarà bruciato all’interno di un motore cogenerativo con conseguente produzione
contestuale di energia elettrica e termica;
separazione S/L:
 il digestato in uscita dal digestore secondario sarà inviato ad un sistema di separazione
meccanico che consente di ottenere una frazione solida ed una frazione liquida con
caratteristiche fisico-chimiche differenti;
riconduzione:
 il digestato tal quale e/o il digestato liquido chiarificato potranno essere inviati in
ingresso al digestore primario con la duplice finalità di diluire i substrati in ingresso e di
ricircolare nelle vasche parte della biomassa anaerobica;
stoccaggio:
 la frazione liquida del digestato dovrà essere stoccata all’interno di vasche, mentre la
frazione solida si dovrà prevedere uno stoccaggio su una platea coperta. I tempi di
stoccaggio risultano funzionali alla stabilizzazione del digestato (viene decomposta
l’eventuale aliquota di sostanza organica non degradata nei digestori) e alla sua gestione
finalizzata all’impiego in agricoltura;
utilizzo del digestato:
 le frazioni solida e liquida del digestato potranno essere prelevate dagli stoccaggi e
inviate mediante automezzi all’impiego in agricoltura, nel rispetto delle buone pratiche
agricole;
trattamenti depurativi:
 Aria: le normative regionali vigenti possono richiedere che laddove non sia già prevista la
captazione del biogas, i manufatti siano dotati di copertura con aspirazione dell’aria o
captazione degli sfiati e successivo invio a trattamento (es. biofiltro)
 Fumi di combustione: qualora il funzionamento del cogeneratore non consenta il rispetto
dei limiti in emissione andranno previsti opportuni trattamenti (generalmente per
l’abbattimento del monossido di carbonio CO e degli ossidi di azoto NOx)
 Acque di prima pioggia e acque reflue domestiche: va intercettato e trattato il volume
delle acque di prima pioggia. Le acque reflue provenienti dai servizi a disposizione del
personale vanno convogliate in fognatura o opportunamente trattate.
61
6.3. Produzione di energia
La tabella che segue sintetizza le potenzialità di produzione energetica, a partire dai substrati
considerati in alimentazione all’impianto, suddivisa tra le aliquote elettrica e termica.
Tabella 31 – Producibilità di energia elettrica e termica a partire dai substrati considerati
TOTALE Impianto
Letame bovino
Liquame bovino
Letame equino
Liquame equino
Tal quale
Biogas
producibile
t/d
m3 /d
Producibilità energia
elettrica
kWel
Producibilità energia
termica
MWh/a
kWt
MWh/a
90
3.064
286
2.349
339
2.781
36,8
1.812
169
1.389
201
1.645
50,2
1.092
102
837
121
991
2,0
150
14
115
17
136
0,7
11
1
8
1
10
Una parte dell’energia prodotta sarà autoconsumata per garantire l’esercizio e la piena
efficienza dell’intero impianto. In particolare si stimano:
-
-
un consumo intorno al 9-11% dell’energia elettrica prodotta per garantire il
funzionamento degli organi elettromeccanici quali miscelatori, pompe, elettrovalvole,
separatore S/L;
un consumo medio del 35-40% dell’energia termica prodotta necessario alla
termostatazione delle vasche di digestione, tale da garantire una temperatura costante
intorno ai 40 °C.
Il recupero dell’energia termica potrà avvenire dal circuito di raffreddamento del cogeneratore.
L’eventuale recupero di calore dai fumi di combustione, mediante un apposito scambiatore di
calore, garantirà la massimizzazione del recupero di energia termica utilizzabile per ulteriori
scopi quali il teleriscaldamento oppure i trattamenti del digestato finalizzati all’essiccamento
e/o al recupero di azoto (es. mediante strippaggio). A tale proposito, la valutazione economica
riportata di seguito contiene diversi scenari che differiscono tra loro per il prevedere o meno tali
trattamenti opzionali.
62
6.4. Strutture e apparecchiature dell’impianto
Si propone di seguito una possibile configurazione impiantistica che tiene conto principalmente
della potenzialità attesa e del tipo di biomasse alimentate. Nella Fig. 14, tale configurazione è
rappresentata in maniera schematica insieme alle principali linee di flusso relative al
conferimento e al trattamento dei substrati organici (effluenti di allevamento) e alla
conseguente produzione di energia e di digestato (solido e liquido).
Si stima per l’impianto un’occupazione di superficie compresa tra 12.000 e 16.000 m2 variabile
in base alle specifiche scelte che saranno adottate in fase di progettazione definitiva e che
riguarderanno ad es. la profondità e la disposizione delle vasche e delle altre opere civili, gli
accessi al sito disponibili e tutte le variabili dipendenti dalla specificità del sito che sarà
individuato per l’ubicazione dell’impianto.
6.4.1. Stoccaggio biomasse in ingresso
L’impianto prevederà strutture di stoccaggio delle biomasse finalizzate a garantire
un’alimentazione il più costante e regolare possibile alla fase di digestione anaerobica.
Nel caso specifico, essendo le biomasse costituite da effluenti di allevamento, la capacità di
stoccaggio non dovrà essere molto elevata in quanto è importante che sia i liquami che i letami
siano alimentati alla fase di digestione il prima possibile. Infatti, dal momento della loro
produzione presso gli allevamenti essi sono sottoposti a processi degradativi spontanei (gli
effluenti zootecnici contengono naturalmente una carica microbica in grado di digerire la
sostanza organica). Tempi di stoccaggio superiori a 2-3 gg determinano dunque una riduzione
considerevole del contenuto di sostanza organica e una minore resa in termini di produzione di
biogas.
Vasca di stoccaggio dei liquami:
La vasca consentirà il conferimento dei liquami dagli allevamenti del comprensorio. Un volume
pari a 150 m3 potrà garantirà la piena autonomia dell’impianto nonché la possibilità di far fronte
ad eventuali punte.
La vasca potrà essere coibentata ma non necessariamente riscaldata. Se infatti da un lato è
importante non disperdere calore eventualmente già disponibile, dall’altro temperature alte in
prevasca accelererebbero i processi di fermentazione anaerobica con conseguente perdita di
biogas.
La copertura potrà essere in solaio cementizio o in alternativa con copertura galleggiante. In
ogni caso la vasca sarà posta in depressione e si provvederà alla captazione degli sfiati e l’invio
al sistema di trattamento aria (biofiltro).
Fabbricato di stoccaggio letami:
Lo stoccaggio dei letami avverrà in un fabbricato chiuso dotato di platea. La superficie interna
dovrà essere di almeno 100 m2 tale da garantire il tempo minimo di stoccaggio e un’agevole
movimentazione di una ruspa dedicata al prelievo del letame per l’invio al sistema di
alimentazione.
Anche per questo fabbricato si provvederà alla captazione degli sfiati e al loro invio al sistema di
trattamento aria (biofiltro).
63
6.4.2. Sistema di dosaggio ed alimentazione
Il sistema di dosaggio ed alimentazione dovrà essere composto da un contenitore meccanizzato
per le biomasse solide, seguito da un sistema di miscelazione che garantirà un intimo contatto
dei liquami e dei letami prima del loro invio al digestore primario mediante pompa dedicata. Si
prevederà l’installazione di una pompa trituratrice in grado di separare eventuale materiale
inerte contenuto presumibilmente soprattutto nei letami.
6.4.3. Digestori
Il volume complessivo di digestione sarà di poco inferiore a 4.200 m3. Si è ipotizzata una
digestione a doppio stadio. La vasca di digestione primaria avrà una capacità di circa 1.900 m3,
mentre il digestore secondario avrà una capacità di 2.260 m3
Nel digestore primario si completeranno le fasi di idrolisi e acido genesi e si avrà una rilevante
produzione di biogas generato dalla fermentazione dell’aliquota di sostanza organica più
facilmente degradabile. Per questo motivo il digestore primario sarà dotato di cupola
gasometrica che sarà posta in collegamento con la cupola del digestore secondario (stadio
successivo) e sarà tenuta a pressione maggiore (alcuni millibar) in modo da garantire
costantemente un flusso dal primo al secondo stadio.
Il volume del digestore è stato calcolato considerando un tempo di ritenzione idraulica
complessivo nell’impianto superiore ai 40 gg, in modo da consentire una completa degradazione
e massimizzare le rese energetiche degli effluenti di allevamento. In tali ipotesi il carico
organico volumetrico (parametro che esprime la quantità di sostanza organica alimentata per
unità di volume di digestione) risulta pari a circa 2,2 kgSV/m3 d. Nel caso degli effluenti di
allevamento valori inferiori a 2,5 kgSV/m3 d risultano sostenibili per la biomassa anaerobica.
Entrambe le vasche di digestione dovranno essere coibentate e riscaldate sfruttando il recupero
di calore dal circuito di raffreddamento del motore cogenerativo. Inoltre saranno dotate di
organi di miscelazione indispensabili per garantire una temperatura omogenea in tutto il volume
e per agevolare il contatto tra i substrati e la biomassa.
I parametri di esercizio dovranno essere costantemente monitorati mediante opportuni sensori,
in particolare per la misurazione di:
- temperatura
- pH
- livelli nelle vasche
- livelli nelle cupole gasometriche
I segnali relativi a tali parametri saranno trasmessi ad un sistema di centrale di controllo in
grado di gestire eventuali operazioni in automatico nonché di generare opportuni allarmi per
guidare le operazioni del gestore dell’impianto.
64
Fig. 14 Schema di flusso e principali caratteristiche dell’impianto a biogas da reflui zootecnici di potenza < 300 kWe
1
Conferimento effluenti zootecnici
8
Stoccaggio digestato solido
2
Stoccaggio letami
9
Stoccaggio digestato liquido
3
Stoccaggio liquami
10
Trattamento e combustione biogas in cogenerazione
11
Produzione di energia elettrica
4
Alimentazione substrati (solidi+liquidi+ digestato
liquido)
5
Digestore primario
12
Produzione di energia termica
6
Digestore secondario
13
Impiego del digestato solido in agricoltura
7
Separazione Solido/liquido del digestato
14
Impiego del digestato liquido in agricoltura
65
6.4.4. Separatore solido/liquido
Il digestato in uscita potrà essere sottoposto ad un processo di separazione solido/liquido atto a
generare due flussi distinti:
- solido con una concentrazione di secco superiore al 20%
- liquido con una concentrazione di secco inferiore al 3-4%
Entrambi dovranno essere stoccati con le modalità descritte in seguito. Al fine di ridurre le
emissioni in atmosfera (odori, protossidi di azoto), la fase di separazione solido/liquido sarà
realizzata in un ambiente completamente chiuso e in depressione, con aspirazione e trattamento
dell’aria esausta prima della sua immissione in atmosfera.
6.4.5. Stoccaggi digestati
La frazione solida del digestato sarà stoccata su una platea al coperto in capannone chiuso su
tre lati (che potrà essere lo stesso in cui è alloggiato il separatore), accorgimento che consente
di ridurre la dispersione delle sostanze odorigene. Per lo stoccaggio del solido bisognerà
garantire un volume pari a quello prodotto in 90 gg. La platea avrà dunque una superficie pari a
circa 1.200 m2 atta a garantire il tempo di stoccaggio richiesto nonché la possibilità di
movimentare i cumuli così da favorire il compostaggio e la stabilizzazione del materiale solido.
La frazione liquida sarà invece stoccata in un’apposita vasca che ne garantirà la permanenza
fino a 180 gg. Il volume di stoccaggio sarà pertanto di 9.000 m3. Anche lo stoccaggio del
digestato liquido dovrà essere dimensionato per garantire il contenimento delle emissioni di
odori, ammoniaca e gas serra causati dalla presenza di sostanza organica non completamente
digerita. Per questo, sarà dotato di copertura galleggiante con sistema di captazione degli sfiati
e invio al sistema di trattamento con biofiltro.
6.4.6. Cogeneratore
Il biogas sarà bruciato in un motore endotermico a ciclo Otto. Tale motore è definito
cogenerativo in quanto in grado di convertire il contenuto energetico del biogas in energia
elettrica ed energia termica.
Per l’impianto in oggetto, si è considerato un motore della potenza nominale pari a 300 kWel
caratterizzato da un rendimento elettrico del 38% ed un rendimento termico 45%.
Il motore sarà contenuto in un container, contenente tutte le apparecchiature di supporto alla
cogenerazione e in grado di fornire un significativo isolamento acustico.
Il motore genererà una portata di fumi dell’ordine dei 1.500 Nm3/h caratterizzati da valori di
emissione tipici di 500 mg/Nm3 di NOx e di 650 mg/Nm3 di CO. Tali valori saranno definiti in
maniera precisa in fase di progettazione definitiva qualora sarà individuato il modello di motore
utilizzato. Al fine di rispettare le normative vigenti relative ai limiti di emissione in atmosfera
(DLgs n.152/06), il motore potrà essere affiancato da un sistema di trattamento dei fumi per il
contenimento di NOx e CO (es. post-combustore, trattamento catalitico, etc.)
Il biogas, aspirato dagli accumuli (cupole) mediante apposita soffiante, sarà alimentato al
motore previo trattamento di condensazione, per l’eliminazione del vapore acqueo, e di
desolforazione per la riduzione del contenuto di idrogeno solforato (tipicamente massimo 200
ppm). La desolforazione potrà essere attuata mediante sistema biologico (biofiltro), che prevede
l’utilizzo di un mezzo filtrante sul quale risiedono microrganismi specifici all’inquinante da
trattare. La condensazione/deumidificazione del biogas può essere realizzata all’interno di un
chiller disposto lungo la linea di collettamento del biogas.
66
All'esterno del gruppo di cogenerazione dovrà essere posta una torcia di emergenza per la
combustione del biogas in caso di emergenza, ad es. in caso di mal funzionamento o avaria nella
cogenerazione.
6.4.7. Biofiltro
Il biofiltro è una vasca contenente materiale vegetale all’interno del quale viene convogliato il
flusso di aria di collettamento degli sfiati previsti su tutto l’impianto (vedi strutture
precedentemente descritte). Il processo richiede un certo grado di umidificazione e saturazione
di ossigeno dell’aria da trattare. L’azione di rimozione biologica in presenza di ossigeno
consente di contenere in particolare le emissioni di odori, idrogeno solforato e ammoniaca.
6.4.8. Vasca di prima pioggia
La vasca di prima pioggia è deputata al trattamento del volume di prima pioggia raccolto dalle
superfici impermeabili e di quelle drenate. Il volume di prima pioggia Vpp è quello
corrispondente ai primi 5 mm di un evento meteorico preceduto da almeno 48h di tempo
asciutto.
Il volume della vasca di prima pioggia andrà determinato con accuratezza sulla base delle
effettive caratteristiche del sito in termini di coefficienti di afflusso delle superfici pavimentate
e di tutte quelle carrabili e del possibile collettamento separato dei pluviali (tetti e coperture
vasche), i quali non sono obbligatoriamente da sottoporre a trattamento e possono essere
collettati separatamente.
Considerando che tutta la superficie (compresi i tetti e le coperture) concorrano alla
determinazione del Vpp, la vasca avrà una volumetria di circa 30-50 m3.
67
6.5. Tecnologie possibili per il trattamento del digestato
Dall’analisi condotta in Alta val di Non, è emerso che i carichi di azoto prodotti dalle deiezioni
tal quali possono essere gestiti, in un’ottica di cooperazione, nel territorio. L’effluente che si
genera dal processo di digestione anaerobica, ha in linea del tutto generale, caratteristiche tali
da renderlo in parte fertilizzante ed in parte ammendante. Il contenuto di azoto ammoniacale
presente nelle deiezioni zootecniche avviate a digestione, non diminuisce nel processo di
digestione anaerobica, in quanto l’azoto viene solo in minima parte gassificato, ma anzi
aumenta leggermente, perché gran parte dell’azoto organico presente viene trasformato in
azoto ammoniacale. I carichi di azoto relativi al digestato sono comunque paragonabili a quelli
degli effluenti zootecnici tal quali, e quindi non si evidenzia una reale situazione di necessità di
riduzione e/o abbattimento dell’azoto. Per completezza si è comunque deciso di riportare una
serie di osservazioni tecniche ed economiche legate al trattamento del digestato per il
recupero/rimozione dell’azoto.
Al fine di gestire al meglio e di ridurre il carico di azoto ai campi, diverse sono le tecnologie che
possono essere applicate per il trattamento del digestato. Si riporta di seguito, una panoramica,
non esaustiva, delle molteplici tecnologie disponibili:
trattamenti di separazione solido/liquido
processi biologici di rimozione dell’azoto
 processi biologici convenzionali
 processi biologici innovativi
 trattamenti chimico/fisici
 strippaggio dell’ammoniaca
 essiccamento
 evaporazione e concentrazione
 trattamenti a membrana (ultrafiltrazione e osmosi inversa)
 precipitazione chimica (struvite) per recupero di azoto e fosforo
 abbattimento dell’azoto del digestato con produzione di materiale palabile


6.5.1. Trattamenti di separazione solido/liquido
La separazione solido-liquido è un trattamento applicabile sia agli effluenti zootecnici tal quali
che al digestato finalizzato a semplificarne il trasporto nonché l’eventuale trattamento delle
frazioni separate, che saranno caratterizzate da un contenuto differente di sostanza secca e
nutrienti. La separazione solido/liquida consente di operare una blanda separazione dell’azoto.
L’efficienza di separazione e la ripartizione dell’azoto tra la fase liquida e solida variano
notevolmente in base alla tecnologia di separazione adottata ed in particolare se si opera con
vagliatura (separazione dimensionale) o con centrifugazione (separazione per differenza di peso
specifico) e al tipo di prodotto trattato. Le tecnologie più comunemente utilizzate per la
separazione solido/liquido in ambito agricolo sono il rotovaglio ed il compressore elicoidale, con
rese di separazione inferiori alla centrifuga, ma più semplici ed economiche.
Di conseguenza si ottengono volumi diversi di solidi, con caratteristiche altrettanto variabili. In
generale nella frazione chiarificata vengono concentrati i composti solubili, e quindi l’azoto
ammoniacale, che è più facilmente disponibile per l’assorbimento da parte delle colture. Per
questo motivo la frazione chiarificata è assimilabile ad un fertilizzante minerale in soluzione
acquosa e la sua utilizzazione agronomica dovrebbe essere effettuata in prossimità delle fasi di
crescita della coltura.
La frazione solida derivante dai liquami, digeriti e non, concentrando la sostanza organica può
essere valorizzata come ammendante, con distribuzioni anche autunnali, oltre ad essere più
facilmente trasportabile.
68
6.5.2. Processi biologici di rimozione dell’azoto
I processi biologici per la rimozione dell’azoto, si basano sul metabolismo di differenti batteri
che, in specifiche condizioni, sono in grado di rimuovere l’azoto ammoniacale dalle acque e
trasformarlo più o meno direttamente in azoto gassoso, che viene rilasciato in atmosfera senza
nessun impatto. Sono dunque processi di rimozione dell’azoto.
Nel processo biologico convenzionale la rimozione dell’azoto ammoniacale avviene grazie a
due processi biologici di nitrificazione e denitrificazione. Il primo processo è quello di
nitrificazione, dove, in ambiente aerobico avviene l’ossidazione dell’azoto ammoniacale (NH4+)
in azoto nitroso (NO2-)e nitrico (NO3-), da parte di due ceppi di batteri aerobici autotrofi. Il
secondo processo è quello di denitrificazione, durante il quale l’azoto nitroso e nitrico, prodotti
precedentemente, vengono ridotti ad azoto gassoso grazie a batteri eterotrofi facoltativi. Il
processo di nitrificazione comporta il consumo di ingenti quantità di ossigeno per l’ossidazione
dell’azoto ammoniacale, mentre il processo di denitrificazione richiede una adeguata
disponibilità di sostanza organica biodegradabile.
Nel caso del digestato, caratterizzato da elevate concentrazioni di azoto ammoniacale e basse
concentrazioni di sostanza organica (C/N<2), tale trattamento risulta essere molto oneroso, in
quanto sono elevati sia i consumi energetici legati all’aerazione per la nitrificazione sia i costi
perl’acquisto di sostanza organica da aggiungere come fonte esterna per la denitrificazione. I
processi di nitrificazione e denitrificazione possono avvenire in vasche diverse, con opportuni
ricircoli, oppure in un’unica vasca, con aerazione alternata. Una delle configurazioni
impiantistiche più utilizzate per il trattamento del digestato è il Sequencing Batch Reactor (SBR)
che si basa sull’attuazione sequenziale di più fasi di trattamento biologico all’interno di uno
stesso reattore che funge anche da bacino di sedimentazione. In questo tipo di reattore le varie
fasi depurative che compongono il processo biologico convenzionale (denitrificazione ossidazione e nitrificazione con aria, sedimentazione) vengono realizzate ciclicamente in
successione temporale, non spaziale, comportando una riduzione dei costi di investimento oltre
che una maggiore flessibilità del processo.
L’applicazione dei processi biologici innovativi per il trattamento del digestato consente di
ottenere elevati risparmi soprattutto in riferimento ai costi di esercizio dell’impianto. Tali
processi consentono di evitare degli step intermedi del ciclo dell’azoto. Tra i processi biologici
innovativi applicati al digestato vi sono:
- processo di nitrificazione e denitrificazione via nitrito. Tale processo prevede che
l’ossidazione dell’ammoniaca si fermi a nitrito (NO2-) che viene poi denitrificato ad azoto
gassoso (N2), comportando, rispetto al processo convenzionale, un risparmio del 25% dei
costi di aerazione e del 40% dei costi di fornitura di carbonio esterno.
- processo di nitritazione, anammox e denitrificazione. Tale processo prevede di sfruttare
simultaneamente differenti gruppi di batteri tra cui un ceppo specifico di
microorganismi, di recente scoperta, che ossida, in assenza di ossigeno, l’azoto
ammoniacale ad azoto gassoso. Il processo di nitritazione, anammox e denitrificazione
consente di avere una riduzione del 60% sui consumi energetici legati all’aerazione e di
azzerare i costi legati all’acquisto della fonte esterna di sostanza organica.
Infine, l’abbattimento dell’azoto del digestato con produzione di materiale palabile è un
processo nel quale il digestato tal quale o la frazione chiarificata viene distribuito su un letto di
materiale organico palabile a basso contenuto di umidità (paglia trinciata, truciolo di legno,
segatura, stocchi di mais trinciati, etc). Il materiale viene movimentato ed aerato mediante
successive fasi di rivoltamento ed aerazione, consentendo lo sviluppo di processi biologici che
comportano una riduzione della massa, una rimozione dell’azoto, nonché la formazione di un
materiale stabile con elevato valore agronomico.
69
6.5.3. Trattamenti chimico/fisici
I trattamenti chimico-fisici si distinguono dai trattamenti biologici in quanto consentono di
recuperare l’azoto, separandolo e concentrandolo in una frazione separata, liquida o solida.
Lo strippaggio è una tecnica che, in una prima fase, favorisce il passaggio dell’ammoniaca
presente in un refluo dallo stato liquido a quello gassoso, per venire quindi catturata, in una
seconda fase, mediante contatto con una soluzione di acido solforico, ottenendo una soluzione
di solfato ammonico. Il passaggio alla fase gassosa può avvenire a temperatura ambiente ma con
elevati pH. Tuttavia nel caso di applicazioni a digestato, di solito, lo strippaggio è condotto ad
elevate temperature (T>60°C) sfruttando quindi le notevoli quantità di energia termica (calore)
recuperate dalla cogenerazione. Lo strippaggio può essere applicato al digestato tal quale o alla
frazione chiarificata del digestato, aumentandone l’efficienza di recupero dell’azoto. Esperienze
condotte dal C.R.P.A. su un impianto pilota di strippaggio applicato a digestato di effluenti
bovini hanno evidenziato efficienze di rimozione dell’ammonio comprese tra il 30% ed il 55%.
La tecnologia dell’essiccamento (essiccazione) è finalizzata alla produzione di un prodotto ad
alto contenuto di sostanza secca partendo dal digestato, con l’obiettivo di poter meglio gestire il
prodotto solido ottenuto. Essa viene effettuata utilizzando un sistema a doppio nastro
attraversato da un flusso d’aria caldo. L’energia termica necessaria al processo di essiccazione
viene garantita dal gruppo di co-generazione dell’impianto di biogas, sia dal circuito motore sia
dai fumi di scarico. L’essiccamento può essere applicato sia su prodotti palabili (separato solido
del digestato) che sul digestato tal quale effettuando un’opportuna miscelazione con una quota
parte del materiale essiccato. Il flusso d’aria in uscita dall’essiccatoio viene opportunamente
trattato mediante un sistema di trattamento (torri scrubber con soluzione acquosa di acido
solforico), in grado di portare la concentrazione del gas e il flusso orario in uscita dai camini a
valori inferiori ai limiti imposti dal D.Lgs. 152/2006 e s.m.i., con conseguente produzione di
solfato d’ammonio.
Il solfato d’ammonio prodotto può essere commercializzato come tale, oppure aggiunto al
prodotto solido, per conferirgli un maggior valore come fertilizzante oltre che ammendante. I
costi di investimento e di esercizio sono comparabili a quelli dello strippaggio. Rimane da
chiarire le reali potenzialità commerciali dei prodotti ottenuti, ovvero del prodotto essiccato
oltre che del solfato d’ammonio.
Il processo di evaporazione sottovuoto, di recente concezione, consiste nel concentrare il
chiarificato del digestato tramite stadi successivi di evaporazione sottovuoto al fine di produrre
un refluo concentrato e con alto contenuto in solidi che può essere facilmente trasportato al di
fuori dell’azienda. Il processo avviene in particolari reattori all’interno dei quali si instaura una
pressione negativa tale da permettere l’evaporazione del liquido da trattare ad una temperatura
inferiore a quella che caratterizza le condizioni di pressione atmosferica (circa 100 °C per
l’acqua a 1 atmosfera). Dal processo di evaporazione sottovuoto è possibile ottenere un distillato
ottenuto dall’evaporazione e successiva condensazione per raffreddamento della frazione liquida
trattata ed un concentrato, materiale di consistenza molto densa che tende a concentrarsi a
mano a mano che la frazione liquida evapora. Nel caso di reflui zootecnici è necessario
abbassare il pH anche a valori inferiori a 6,5 aggiungendo reagenti chimici, per evitare che
l’ammoniaca passi allo stato gassoso e quindi nel distillato. L’energia termica necessaria può
essere fornita dal cogeneratore. Una serie di problemi sono stati riscontrati per l’emissioni di
odori sgradevoli sia dal concentrato che dal distillato.
I trattamenti a membrana (ultrafiltrazione + osmosi inversa) sono stati di recente applicati per
il trattamento del digestato per la rimozione e recupero dell’azoto. Tale tecnologia, viene
preceduta da fasi di separazione più o meno blanda, e consente di ottenere una chiarificazione
spinta del digestato, concentrando l’azoto e tutti gli altri costituenti del digestato in un’unica
frazione detta concentrato. Il prodotto finale, il permeato, possiede caratteristiche tali da poter
prevedere, in linea teorica, lo scarico in acque superficiali. Sia i costi di investimento che di
esercizio sono ancora molto alti.
70
La precipitazione chimica di struvite viene applicata alla frazione liquida del digestato ed è un
metodo per il recupero di azoto e fosforo. La struvite potrebbe essere utilizzata per usi agricoli,
ma attualmente non ha ancora mercato tale da giustificare l’investimento.
71
7. Valutazione economico-finanziaria
La gestione degli effluenti zootecnici può essere intesa come una filiera integrata, con
molteplici tecnologie in serie come ad esempio fasi di trasporto ed accumulo degli effluenti,
digestione anaerobica e produzione di biogas, accumulo del digestato, separazione
solido/liquida, post-trattamento del digestato per l’abbattimento o recupero dell’azoto,
spandimento ai campi, riduzione delle emissioni in atmosfera.
La valutazione dell’investimento dell’intera filiera di gestione degli effluenti zootecnici dell’Alta
Val di Non è stata condotta considerando i costi di investimento iniziali, i costi di manutenzione
e di esercizio dell’impianto e i ricavi derivanti dalla vendita dell’energia elettrica e/o del
fertilizzante ottenuto. Non sono stati considerati la vendita di energia termica e l’erogazione di
contributi in conto capitale da parte della Provincia. La valutazione della convenienza
dell’investimento è stata condotta attraverso la determinazione di alcuni parametri economici e
finanziari (VAN, TIR, payback period) con criteri basati sull’attualizzazione dei flussi di cassa,
ossia sui valori monetari positivi e negativi attualizzati attraverso un tasso di sconto
deflazionato.
Dalla somma dei flussi di cassa netti attualizzati di ciascun anno è stato determinato il Valore
Attuale Netto (VAN). Il VAN di un investimento è calcolato come differenza tra la somma
algebrica dei flussi finanziari positivi e negativi, attualizzati, generati durante tutto il periodo
dell’investimento e l’investimento iniziale
𝑇
𝐹𝑡
(1 + 𝑖)𝑡
𝑡=0
dove “Ft“ indica il flusso di cassa netto del progetto (il saldo di tutte le entrate e di tutte le
uscite) nell’anno “t”, “T” rappresenta la vita utile del progetto e “i” è il tasso di sconto o tasso
di attualizzazione (il rendimento che si potrebbe ottenere da un investimento alternativo con un
livello di rischio simile). La positività del VAN è sinonimo di convenienza economica
dell’investimento. Per quanto riguarda la scelta del tasso di attualizzazione, la letteratura è
estremamente ampia: nel calcolo effettuato abbiamo ritenuto opportuno effettuare due ipotesi
considerando un tasso di attualizzazione del 5% e del 10%. In fase di progettazione definitiva
sarebbe congruo utilizzare il medesimo tasso con il quale la banca è disponibile a finanziare il
progetto. Al crescere del tasso di sconto, diminuisce il valore attuale netto del progetto e
viceversa.
E’ stata inoltre condotta un’analisi della sensibilità del valore attuale netto (VAN) rispetto alla
variazione del tasso di attualizzazione, attraverso il calcolo del Tasso Interno di Redditività (TIR
o IRR – Internal Rate of Return), definito come il tasso di attualizzazione per cui il VAN risulta
uguale a zero a parità di altre ipotesi.
𝑉𝐴𝑁 = �
𝑇
𝐹𝑡
=0
(1 + 𝑖)𝑡
𝑡=0
Determinato il TIR, è possibile effettuare la valutazione dell’investimento confrontando il valore
ottenuto con un valore di rendimento prefissato o con un costo in termini di tasso di interesse
predefinito. Affinché l’investimento sia proficuo, il tasso di sconto effettivo dovrà risultare non
superiore al TIR. Naturalmente tanto maggiore è la differenza tra tasso di sconto e TIR, tanto
minore sarà il rischio di una stima approssimata del tasso di sconto.
E’ stato infine valutato il Pay Back Period o tempo di ritorno dell’investimento, che indica il
periodo (espresso in anni o frazioni di questo) necessario per cui i flussi di cassa positivi e
negativi cumulati, previsti considerando un fattore di attualizzazione, si annullino e
conseguentemente si abbia il recupero dell’investimento. Ovviamente minore sarà il Pay Back
Period e più vantaggioso sarà l’investimento.
𝑉𝐴𝑁 = �
Riassumendo, il Pay Back Period rappresenta il periodo alla fine del quale si ha il rientro
dell’investimento iniziale ossia il periodo durante il quale l’investimento è esposto al rischio; il
VAN rappresenta i flussi di cassa e il valore netto dell’impianto con la sua rendita, mentre il TIR
72
fornisce un’indicazione sulla sicurezza dell’investimento ossia sulla sua vulnerabilità rispetto a
variazioni del tasso di sconto.
7.1. Analisi di fattibilità economica e finanziaria di un impianto a
biogas consortile (P< 300 kWel) in Alta Val di Non
A valle di analisi tecniche effettuate sulla localizzazione degli allevamenti e sulla potenzialità
massima di produzione di biogas dell’Alta Val di Non, sono state individuati tre possibili scenari
di localizzazione dell’impianto di digestione anaerobica in Alta Val di Non. L’analisi economica e
finanziaria, così come l’analisi tecnica, è stata condotta considerando un impianto di biogas di
media taglia, con una potenza di 300 kWel, che potrebbe essere realizzato sia ipotizzando che
tutti gli allevamenti presenti nella parte sud dell’Alta Val di Non (comuni di Cavareno, Romeno,
Amblar, Don e Dambel) siano interessati a realizzare un sistema di gestione integrata degli
effluenti zootecnici (scenario 2), sia ipotizzando che solo gli allevamenti più grandi presenti in
Alta Val di Non siano interessati alla realizzazione dell’impianto di biogas (scenario 3). Un
impianto di biogas di taglia 300 kWel consente inoltre di massimizzare l’entità degli incentivi
all'energia elettrica da fonte rinnovabile.
Nello specifico le osservazioni che seguono fanno riferimento ad un impianto consortile, nei
pressi di Cavareno e Romeno, al quale si è ipotizzato che vengano convogliati gli effluenti
zootecnici dei comuni di Cavareno, Romeno, Amblar, Don e Dambel, considerando una distanza
allevatore conferente – impianto compresa tra 2 e 5 km.
Differenti soluzioni della gestione integrata degli effluenti zootecnici sono state messe a
confronto al fine di individuare la soluzione ottimale in termini economici e finanziari ed
ambientali. Vengono di seguito elencati gli scenari considerati e messi a confronto.
- scenario A – SITUAZIONE ATTUALE: situazione attuale in cui tutto l’effluente è avviato
all’utilizzo agronomico nel rispetto della normativa sui nitrati, ma senza ricevere alcun tipo di
trattamento.
- scenario B – DIGESTIONE ANAEROBICA: realizzazione di un impianto consortile di digestione
anaerobica degli effluenti di allevamento da 300 kWel, con separazione solido-liquido del
digestato ed utilizzo agronomico delle frazioni solida e liquida del digestato, nel rispetto della
normativa sui nitrati.
In tale scenario si ipotizza che gli effluenti prodotti dalle aziende situate nei comuni di
Cavareno, Romeno, Amblar, Don, Dambel sono utilizzati per la produzione di energia in un
impianto a biogas di 300 kWel. Il digestato, dopo una fase di separazione liquido- solido, è
destinato all’utilizzo agronomico.
- scenario C - DIGESTIONE ANAEROBICA + RIMOZIONE BIOLOGICA CONVENZIONALE
dell’AZOTO: realizzazione di un impianto consortile di digestione anaerobica degli effluenti di
allevamento da 300 kWel, con separazione solido-liquido del digestato, rimozione biologica
dell’azoto dal digestato mediante processi biologici convenzionali di nitrificazione e
denitrificazione ed utilizzo agronomico del digestato, nel rispetto della normativa sui nitrati.
Tale scenario di gestione è in tutto e per tutto analogo al precedente, ma tutta la frazione
liquida del digestato, prima di essere utilizzata in campo, subisce un post-trattamento biologico
per l’abbattimento dell’azoto, al fine di ridurre la SAU necessaria. La rimozione biologica
dell’azoto se dal lato ambientale è sostenibile in quanto comporta una riduzione dell’apporto di
azoto al campo, dal lato economico comporta oneri aggiuntivi alla gestione integrata degli
effluenti zootecnici, che difficilmente vengono compensati dall’aumento della tariffa
incentivante base grazie ai premi per la rimozione dell’azoto.
73
- scenario D - DIGESTIONE ANAEROBICA + RIMOZIONE BIOLOGICA INNOVATIVA dell’AZOTO:
tale scenario è analogo allo scenario C, eccezion fatta per il tipo di processo di rimozione
biologica dell’azoto dal digestato che è di tipo biologico innovativo, quale il processo di parziale
nitritazione, anammox e denitrificazione. Tale processo, meno applicato in scala industriale
rispetto al processo biologico convenzionale di nitrificazione – denitrificazione, comporta un
risparmio in termini di costi di gestione della sezione di post-trattamento di circa il 60%, in
quanto consente di ridurre i costi legati all’aerazione durante il processo di nitritazione ed i
costi legati all’acquisto di una fonte di carbonio esterna necessaria al processo di
denitrificazione.
- scenario E- DIGESTIONE ANAEROBICA + RECUPERO AZOTO: realizzazione di un impianto
consortile di digestione anaerobica degli effluenti di allevamento da 300 kWel, con separazione
solido-liquido del digestato, recupero dell’azoto dal digestato ed utilizzo agronomico del
digestato nel rispetto della normativa sui nitrati.
Tale scenario di gestione prevede dunque una sezione di recupero dell’azoto mediante un
trattamento chimico e/o termico. Nell’analisi economica è stato considerato un processo di
strippaggio che consente di produrre solfato di ammonio, che poi può essere commercializzato.
Ad oggi, esistono anche altri trattamenti di recupero dell’azoto, tra questi vale la pena
menzionare processi termici che consentono la disidratazione del digestato e la produzione di
solfato di ammonio dal trattamento della condensa.
Una tale sezione di post-trattamento del digestato comporta comunque una serie di costi
aggiuntivi di investimento e di gestione, ma consente al contempo sia di produrre un prodotto
commercializzabile come fertilizzante e/o ammendante sia di accedere a premi aggiuntivi alla
tariffa incentivante base, quali i premi per la cogenerazione ad alto rendimento e recupero
dell’azoto.
Si evidenzia che per semplicità di trattazione e confronto tra i differenti scenari, è stato
ipotizzato che tutta la frazione chiarificata del digestato sia sottoposta al post-trattamento di
rimozione/recupero dell’azoto. In fase di progettazione definitiva e nell’ipotesi di impianto
consortile si potrebbe pensare di trattare solo una parte del digestato nell’impianto consortile
mentre la rimanente parte potrebbe essere ritirata dagli allevatori per le usuali pratiche di
concimazione.
74
7.2. Parametri tecnico-economici assunti per l’analisi economicafinanziaria
7.2.1. Costo di spandimento degli effluenti zootecnici
I parametri utilizzati per valutare i costi di spandimento degli effluenti zootecnici sono riportati
in Tabella 32. E’ stato considerato un costo fisso di un carico a cui è stato aggiunto un costo
variabile in funzione della distanza percorsa. E’ stato inoltre considerato che il costo fisso possa
variare a seconda della differente capacità di carico per la frazione solida e liquida
(TIS_Innovation_Park, 2011). Considerando una distanza massima dei terreni disponibili e di
proprietà degli allevatori di 10 km si può calcorare un costo di 2,69 €/m3 per il letame e
4,67€/m3 per il liquame.
Tabella 32 Costi di Trasporto e di spandimento degli effluenti zootecnici e del digestato
Costi di trasporto
Unità
Valore
Costo di un carico
Base fissa
€/carico
60
€/km
1
Frazione solida
m3/carico
15
Frazione Liquida
m3/carico
26
Componente variabile in funzione della distanza percorsa
Capacità di un carico
Per la valutazione della produzione annuale di liquame e letame dei singoli comuni di Cavareno,
Romeno, Don, Amblar e Dambel, si è fatto riferimento ai dati riportati nei paragrafi 0, in
funzione della tipologia di allevamento e delle differenti stabulazioni adottate in Alta Val di
Non. I cinque comuni hanno, in totale, un numero di 1.559 UBA. La Tabella 33 riporta la
produzione di liquame e letame nei comuni considerati, in funzione della tipologia di
allevamento.
Tabella 33 Ripartizione tra liquame e letame nei comuni della parte sud dell’Alta Val di Non
Allevamento
Comuni
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Bovini
t/a
Liquame
Avicoli
Equini
t/a
t/a
Totale
t/a
Bovini
t/a
Letame
Avicoli
Equini
t/a
t/a
Totale
t/a
18.310
0,03
248
18.558
13.445
2
743
14.190
35
0,03
132
167
189
2
396
587
116
347
5.107
6.783
4.760
Dambel
912
912
1.149
1.149
Don
260
260
839
839
10.436
10.436
6.508
6.508
Romeno
6.667
Infine, per completezza si riporta il carico di azoto prodotto dagli allevamenti dei comuni di
Cavareno, Romeno, Don, Amblar e Dambel e per ogni singolo comune i quantitativi di SAU
disponibili e necessari in ZNV (Tabella 34), cosi come determinati nel paragrafo 0.
Tabella 34 Distribuzione dell’azoto nei comuni della parte sud dell’Alta Val di Non
kgN/anno per
Tipologia
allevamento
Alta Val di Non
(TOTALE)
Amblar
Cavareno
Dambel
Don
Romeno
Bovini
(kgN/anno)
Avicoli
(kgN/anno)
Equini
(kgN/anno)
Totale
(kgN/anno)
SAU
disponibile
(ha)
SAU
necessaria
in ZVN (ha)
Indice
SAU
193.997
46
4.167
188.567
1.731
1.166
+565
1407,34
46
1.818,4
3.075,5
99,3
19,2
+80,0
46905,80
-
1.591,1
47.109,0
154,6
285,3
-130,6
8603,39
-
-
8.280,1
nd
50,6
n.d.
4841,42
-
-
4.612,0
51,6
28,5
+23,1
68660,63
-
-
66.311,9
470,5
403,9
+66,6
75
7.2.2. Costo della biomassa in ingresso
Nel caso dell’impianto contemplato in questo studio, la biomassa trattata è costituita
esclusivamente da effluenti di allevamento (liquame e letame). E’ stato ipotizzato che il costo di
acquisto di tali materiali sia nullo. I costi di trasporto degli effluenti zootecnici all’impianto di
digestione anaerobica non ricadono nel bilancio dell’impianto stesso, poiché in questo caso il
trasporto è stato ipotizzato a carico dell’allevatore. Dal momento che le aziende zootecniche
conferenti all’impianto consortile distano da 2 a 5 km dall’impianto, i costi di trasporto della
sostanza fresca sono comunque piuttosto contenuti. In fase di progettazione definitiva, è
possibile valutare la realizzazione di condotte a gravità per gli allevamenti a stabulazione libera
più vicini e posti ad una quotra maggiore dell’impianto, oltre che valutare l’effettivo costo di un
servizio giornaliero di raccolta degli effluenzti zootecnici.
7.2.3. Impianto di Biogas
I costi di realizzazione dell’impianto di biogas con una potenza di 300 kWel sono stati calcolati
considerando prezzi unitari in funzione della taglia dell’impianto stesso. I prezzi unitari sono
stati ricavati da studi che riportano dati reali di impianti di taglia media e possono dunque
considerarsi al lordo di IVA e di eventuali percentuali di sconto. Impianti di taglia minore sono
caratterizzati da un fattore di scala che comporta un incremento dei costi unitari considerati. I
parametri che descrivono i costi ed il funzionamento degli impianti a biogas sono stati estratti da
una serie di dati riportati in letteratura. In particolare si è fatto riferimento all’ ”Analisi
energetica, ambientale ed economica di impianti a biogas in Provincia di Bolzano, 2011” e al
“Progetto Riduca Reflui 2011” (Riducareflui, 2012).
Costi di Investimento
Per un impianto di media taglia (300 kWel) il costo unitario risulta compreso tra 4500 e 5500
€/kWel. Nel caso specifico il costo di investimento dell’impianto di biogas è stato stimato
considerando un costo di investimento unitario di 5200 €/ kWel (Tabella 35). Le singoli voci
considerate sono di seguito sintetizzate:
• Lavori di scavo: predisposizione area cantiere, sbancamenti, scavi in roccia, etc
• Opere civili: vasca stoccaggio liquami, digestore, vasca stoccaggio digestato, locale
tecnico, etc
• Opere elettromeccaniche: circuiti termo-idraulici, pompe, sistema di supervisone, etc
• Unità di cogenerazione: completa con linea fumi, scambiatore di calore, etc
• Allacciamento elettrico: completo di TRAFO e quadri di comando
• Allacciamento termico: predisposizione
• Progettazione e direzione lavori.
Tabella 35 Costi di Investimento – Impianto biogas media taglia
Costi di investimento
Totale
%
€/kWel
100%
5200
Lavori di scavo
15%
763
Opere edili
28%
1474
Opere elettromeccaniche
29%
1500
Unità di Cogenerazione
13%
697
Allacciamento elettrico
8%
421
Allacciamento termico
4%
211
Progettazione e direzione lavori
3%
134
Altro
0%
0
76
I costi per le opere civili rappresentano una parte significativa dell’onere iniziale, variando in
generale tra il 24 ed il 45% dei costi totali di investimento, a seconda della taglia dell’impianto e
della tipologia di costruzione. Essendo l’impianto ubicato in zona montana, al fine di
minimizzare le perdite di calore del digestore anaerobico, in fase di progettazione esecutiva va
valutata la possibilità di interrare le vasche di stoccaggio e il digestore anaerobico oltre che di
utilizzare materiali per un’adeguata coibentazione. Nel caso di vasche interrate i costi di scavo
possono arrivare a coprire dal 13 al 20% del costo totale di realizzazione. Nei costi di
investimento sono stati inoltre considerati anche i costi di progettazione e direzione lavori.
L’eventuale costo legato all’acquisto del terreno per la realizzazione dell’impianto consortile
non è stato considerato, in quanto è già stato individuato un sito per la possibile ubicazione
dell’impianto, di proprietà comunale. Nel caso in cui il terreno dovesse essere acquistato, il
costo del terreno può essere stimato intorno a 500 €/ kWel.
Si è ritenuto infine opportuno considerare i costi di ricambi e manutenzione straordinaria che
solitamente, al secondo o terzo anno di esercizio, si possono avere poiché ci si accorge, in base
all’operatività, che è necessario correggere qualche errore impiantistico oppure è possibile
apportare qualche miglioria: tipicamente questo costo è stimabile nell’1% del valore
dell’impianto.
Costi di esercizio
In generale, i costi annui di esercizio variano fortemente da un impianto all’altro, in funzione
delle specifiche caratteristiche e necessità di ciascun impianto. Nel presente studio i costi di
esercizio sono stati suddivisi in differenti voci così come riportati in Tabella 36.
Tabella 36 Costi di esercizio: Impianto di Biogas
Costi di esercizio
Totale
%
€/ton
100%
2,42
Personale
28%
0,54
Manutenzione ordinaria
53%
1,00
Monitoraggio remoto
8%
0,15
Consulenti esterni
12%
0,23
Assicurazione
24%
0,46
2%
0,04
Analisi substrato
La gestione di un impianto necessita di personale (uno o due persone impiegate) che sovrintenda
al funzionamento dell’impianto, con costo unitario di 12€/h dove il numero di ore varia a
seconda della complessità dell’impianto. Nello specifico, la gestione è stata integrata con
sistema di controllo remoto che consente di ridurre le ore di presidio dell’impianto. La
manutenzione ordinaria rappresenta una voce di costo importante del costo complessivo di
gestione. Una verifica sul peso di tale voce può essere effettuata considerando che in genere
rappresenta il 4% del costo di investimento delle opere elettromeccaniche e del cogeneratore.
Sono stati considerati altri costi di gestione, come il costo per consulenti esterni (ad esempio il
commercialista), il costo dell’assicurazione ed i costi delle analisi chimiche.
L’energia elettrica necessaria al funzionamento dell’impianto di biogas è stata valutata
considerando una quota di autoconsumo pari al 9-11% dell’energia elettrica prodotta, che è stata
dunque direttamente sottratta dall’energia cedibile in rete.
Per quanto riguarda l’energia termica, una parte significativa dell’energia termica recuperata
dal cogeneratore (35-40%) viene utilizzata per garantire le temperature necessarie per il
corretto esercizio del digestore, con picchi che possono arrivare durante il periodo invernale al
70 – 80% dell’energia prodotta. Non è stato dunque considerata la voce di fornitura di energia
termica dalla rete di teleriscalmento o di energia elettrica dalla rete per scopi termici.
77
7.2.4. Processo di rimozione biologica dell’azoto
Anche per gli impianti di rimozione biologica dell’azoto si è fatto riferimento a costi di
investimento e costi di esercizio. Il processo convenzionale di rimozione biologica dell’azoto
consiste in un processo di nitrificazione e denitrificazione. Il principale inconveniente di
processo è rappresentato dall’ingresso al trattamento di nitrificazione-denitrificazione di un
refluo con un rapporto sbilanciato COD/TKN, a vantaggio cioè della componente azotata: tale
rapporto viene inoltre reso sfavorevole dalla fase di separazione solido-liquido (comunque
necessaria) sull’effluente della digestione anaerobica. Il trattamento biologico innovativo,
consiste invece in un processo di nitritazione, anammox e denitrificazione, che meglio si presta
al trattamento di effluenti con un rapporto COD/TKN inferiore a 2, come nel caso del digestato.
Il processo innovativo è caratterizzato da un costo di investimento paragonabile a quello del
processo biologico convenzionale, ma comporta una riduzione notevole dei costi di esercizio.
I costi di investimento sono stati determinati considerando un costo unitario per le opere civili,
pari a 730 €/m3 vasca, sia per il processo biologico convenzionale che innovativo. Il costo delle
opere elettromeccaniche e della progettazione e direzione dei lavori è stato invece calcolato
come percentuale delle opere edili.
Tabella 37 Costi di investimento: processo biologico
€/m3 reattore
%
Opere edili
-
Oneri di progettazione
730
40%
296
3%
8,88
Una delle configurazioni reattoristiche più utilizzate sia per il processo biologico convenzionale
che innovativo è il Sequencing Batch Reactor (SBR), costituito da un unico reattore nel quale
hanno luogo tutte le fasi del processo biologico e dove la sequenza spaziale di vasche in
condizioni differenti viene sostituita da una sequenza temporale di fasi aerobiche e anossiche.
Per la determinazione delle volumetrie è stato considerato un carico volumetrico di 0,6 kgN/m3
d.
Costi di esercizio
I costi di esercizio per il trattamaneto biologico, come già evidenziato, differiscono a seconda
che si consideri il trattamento biologico convenzionale o il trattamento biologico innovativo. Per
il processo biologico convenzionale, i costi di esercizio per il post-trattamento aerobico totale,
comprensivo della separazione, oscillano tra 5 - 8 €/m3 di digestato. Per il trattamento biologico
innovativo si ha una riduzione del 40% dei consumi energetici e del 90% dei reagenti, che
comporta un abbassamento dei costi di esercizio fino a 1,8 €/m3 di digestato (Tabella 38).
Tabella 38 Costi di esercizio: processi biologici
Costi di esercizio
TOTALE
Consumi energetici (aerazione,
pompaggio, miscelazione)
Costo reagenti *
Personale
Controllo remoto processo
biologico
Processo Convenzionale
%
3
€/m digestato
5,54
Processo Innovativo
%
€/m3 digestato
1,81
19%
66%
10%
1,04
3,68
0,53
34%
20%
29%
0,62
0,37
0,53
3%
0,15
8%
0,15
3%
0,14
8%
0,14
* rimozione di N del 70%
78
Per quanto riguarda il trattamento biologico è stata considerata un’efficienza di rimozione
dell’azoto del 70% e un costo di reagenti, quali sostanza organica, di circa 2 €/kgNrimosso pari a
3,68 €/m3 di digestato trattato.
Anche la sezione di post-trattamento del digestato necessita di personale che sovrintenda al
funzionamento dell’impianto, con costo unitario di 12€/ora, il numero di ore varia a seconda
della complessità dell’impianto. Nello specifico, la gestione è stata integrata con sistema di
controllo remoto che consente di ridurre le ore di presidio dell’impianto. La manutenzione
ordinaria rappresenta una voce di costo importante del costo complessivo di gestione. Una
verifica sul peso di tale voce può essere effettuata considerando che in genere rappresenta il 4%
del costo di investimento delle opere elettromeccaniche.
7.2.5. Strippaggio
I costi di investimento e di esercizio dello strippaggio sono stati ricavati da quanto riportato in
letteratura (Sommariva et al., 2011).
I costi di investimento dell’impianto di strippaggio sono stati valutati considerando una rata di
ammortamento di 1,73 €/m3 di digestato considerando un tasso al 5 % per 10 anni (Tabella 39)
Tabella 39 Costi di investimento: strippaggio
€/m3 digestato
Opere edili ed apparecchiature
elettromeccaniche
Impianto di strippaggio con sistema di
separazione avanzato
1,73
Rata ammortamento 10 anni al 5% interesse
Costi di esercizio
I costi di esercizio considerano i consumi elettrici imputabili alle pompe di sollevamento e
ricircolo, alla soffiante di aria calda, al sistema di agitazione della calce e al separatore;
vengono inoltre indicati i consumi delle materie prime impiegate, con computo relativo al metro
cubo trattato.
Tabella 40 Costi di esercizio: strippaggio
Costi di esercizio
Costi totali
€/m3 digestato
%
100%
1,88
7%
0,13
11%
0,21
Consumi elettrici
21%
0,4
Idrossido di calcio
46%
0,86
Acido solforico
15%
0,28
Personale
79
7.2.6. Costo di trasporto e di spandimento del digestato
I costi di trasporto e spandimento del digestato sono stati stimati e considerati nelle analisi
economiche effettuate al fine di compiere un confronto omogeneo con la situazione attuale.
Per i costi di trasporto e spandimento del digestato valgono le stesse osservazioni effettuate per
il trasporto e smaltimento degli effluenti zootecnicital quali.
Nell’analisi economica effettuata è stato imputato all’impianto consortile la sola differenza di
costo del trasporto e dello spandimento del digestato rispetto alla situazione attuale. La
rimanente parte è stata considerata a carico degli allevatori, così come avviene attualmente. In
fase di progettazione definitiva, il business plan potrebbe prevedere che i costi di trasporto e
spandimento del digestato siano totalmente o in parte a carico dell’impianto consortile,
prevedendo una quota di conferimento degli effluenti zootecnici da parte degli allevatori,
variabile tra 3 – 5 €/ton di biomassa fresca.
7.2.7. Entrate
Le entrate degli impianti di biogas derivano dalla vendita dell’energia elettrica e termica, ed in
particolare nell’incentivo riconosciuto dal GSE per l’energia elettrica prodotta. In particolare
per l’impianto con potenza fino a 300 kWel, il GSE riconosce una tariffa base del valore di
23,6 €cent/kWh per l’energia immessa in rete da impianti che entreranno in esercizio nell’anno
2013. Alla tariffa base possono sommarsi alcuni premi aggiuntivi per la cogenerazione ad alto
rendimento (CAR) e la rimozione/recupero dell’azoto. Per gli anni successivi al 2013, la tariffa
base verrà decurtata del 2% all’anno.
Nel caso specifico dell’Alta Val di Non, è stato considerato un periodo di 2 anni per la
progettazione e realizzazione dell’impianto di biogas. Prevedendo dunque che l’impianto di
biogas entri in servizio alla fine del 2014, è stata considerata una tariffa base decurtata del 2%
di 23,13 €cent/kWh, anzicchè 23,6 €cent/kWh. Di seguiti vengono riportate le tariffe
incentivanti calcolate per ogni scenario individuato:
SCENARIO B - DIGESTIONE ANAEROBICA: Impianto a biogas: Tariffa base 23,13 €cent/kWh
SCENARIO C DIGESTIONE ANAEROBICA + CAR + RIMOZIONE BIOLOGICA CONVENZIONALE
dell’AZOTO: Impianto a biogas + CAR + rimozione biologica convenzionale dell’azoto del 40%:
Tariffa base 23,13 €cent/kWh
premio 1,5 €cent/kWh per rimozione azoto al 40%
premio 1,0 €cent/kWh per CAR
Tariffa finale = 25,63€cent/kWh
SCENARIO D - DIGESTIONE ANAEROBICA + CAR + RIMOZIONE BIOLOGICA INNOVATIVA
dell’AZOTO:
Impianto a biogas + CAR + rimozione biologica innovativa dell’azoto del 40%:
premio1,5 €cent/kWh per rimozione azoto al 40%
SCENARIO E - DIGESTIONE ANAEROBICA + CAR + RECUPERO AZOTO:
Impianto a biogas + CAR + recupero dell’azoto del 30%:
premio 2,0 €cent/kWh per recupero azoto al 30%
80
I ricavi dalla vendita di energia elettrica sono stati calcolati considerando che la pratica del
pascolo autunnale ed estivo praticata in Alta Val di Non comporta per sei mesi all’anno una
diminuzionde di circa 30% dei capi presenti negli allevamenti e quindi delle rese di biogas e di
energia elettrica prodotta (kWh).
I ricavi dalla vendita di energia termica sono sitospecifiche e variano fortemente. Nella seguente
analisi è stato considerato che l’energia termica recuperata venga riutilizzata per il
riscaldamento del digestore (consumo del 40% con picchi dell’80% durante la stagione invernale)
e dell’impianto consortile. Nel caso di rimozione e recupero dell’azoto, il surplus del calore
potrebbe essere utilizzato nella sezione di post- trattamento del digestato. Le entrate prodotte
da questa modalità di valorizzazione termica possono essere considerate come delle entrate
indirette, derivanti dal risparmio di combustibile fossile tradizionale. Non è stato invece
contemplata la possibilità di immissione in rete di teleriscaldamento dell’energia termica non
richiesta per il processo di digestione, in quanto si ritiene che i quantitativi di energia termica
prodotta non giustifichino l’allaccio ad una rete di teleriscaldamento. Analisi più approfondite
saranno comunque necessarie in fase di progettazione definitiva, considerando il ricavo che
comunque potrebbe derivare dalla vendita dell’energia termica, variabile tra 4 e 7 €cent/kWh.
Nel caso di recupero dell’azoto, la produzione di solfato ammonico rappresenta un’entrata per
l’impianto a biogas. E’ possibile vendere a ditte specializzate, mediante contratti pluriennale, il
solfato d’ammonio con caratteristiche specifiche, quali pH 4-5, densità 1250 g/L e azoto
ammoniacale minimo del 6%. L’azienda consortile dovrà essere iscritta al Registro dei fabbricanti
di fertilizzanti secondo il DLgs n.175/2010 (Disciplina in materia di fertilizzanti) mentre il
prodotto dovrà essere iscritto al Registro dei fertilizzanti e classificato come «Concime nazionale
azotato liquido». E’ stato considerato un ricavo derivante dalla vendita di solfato di ammonio
pari a 34 €/m3 di digestato trattato in accordo a Sommariva et al., (2011)
7.2.8. Flusso di cassa netto
L’analisi economica finanziaria è stata condotta ipotizzando che l’investimento iniziale venga
effettuato nei primi due anni, durante i quali si considera venga costruita l’intera filiera di
gestione degli effluenti zootecnici. Il terzo anno corrisponde al primo anno di esercizio
dell’impianto.
I flussi di cassa sono calcolati come differenza tra tutte le entrate e l'insieme delle uscite
monetarie. I flussi in entrata compaiono con segno positivo, quelli in uscita con segno negativo e
sono misurati in migliaia di euro. I flussi di cassa sono stati valutati per 22 anni, considerando 2
anni per la realizzazione dell’impianto e 20 anni di contributi. E’ importante evidenziare, che
per quanto riguarda i costi legati allo smaltimento e riutilizzo agronomico del digestato, il flusso
di cassa è stato determinato come differenza rispetto alla situazione attuale di smaltimento
degli effluenti zootecnici.
81
7.3. Analisi economica e finanziaria
Nei prospetti che seguono sono riportate le analisi economiche e finaziarie condotte per i vari
scenari ipotizzati. La Tabella 41 presenta i costi di investimento, non attualizzati, per ogni
scenario analizzato di gestione degli effluenti zootecnici.
Tabella 41 Costi di investimento non attualizzati delle filiere integrate per la gestione degli effluenti zootecnici (EUR)
Filiera integratadi gestione degli effluenti zootecnici
Scenario A Scenario B
Situazione
attuale
Digestione anaerobica
Scenario C
Scenario D
Scenario E
DA
DA + CAR +
N rimozione
Biologico
Convenzionale
DA + CAR+
N rimozione
Biologico
Innovativo
DA +CAR+
N recupero
300 kW
300 kW
300 kW
300 kW
0
1.448.845
1.448.845
1.448.845
1.448.845
Opere civili
0
616.835
616.835
616.835
616.835
0
502.075
502.075
502.075
502.075
C ogeneratore
0
315.590
315.590
315.590
315.590
14.345
14.345
14.345
14.345
Manutenzione straordinaria
(3 anno esercizio)
Recupero dell'azoto
0
0
0
0
450.000
Sistema di separazione
avanzato
Impianto strippaggio
0
0
0
0
100.000
0
0
0
0
350.000
Abbattimento dell'azoto
0
0
418.218
418.218
0
Opere civili
0
0
290.027
290.027
0
0
0
116.011
116.011
0
Oneri di progettazione
0
0
12.181
12.181
0
0
1.448.845
1.867.063
1.852.718
1.898.845
Costo totale non attualizzato
Dal confronto dei dati riportati in Tabella 41, si evince che gli scenari che prevedono la sezione
di rimozione e recupero dell’azoto (scenari C,D,E) presentano costi di investimento maggiori
rispetto allo scenario B che contempla la sola digestione anaerobica. La sezione di posttrattameno dell’azoto è dunque un’onere per l’azienda che viene giustificato solo considerando
il miglioramento dell’impatto ambientale, in termini di riduzione degli apporti di azoto al
campo, nonché gli eventuali premi riconosciuti dal DM sugli incentivi. E’ da evidenziare che, allo
stato attuale, il territorio dell’Alta Val di Non, nell’ottica di una coperazione tra i differenti
comuni, non necessita di particolari accorgimenti per la riduzione dell’azoto, disponendo di una
superficie agricola utile maggiore rispetto alla superficie necessaria per lo spandimento degli
effluenti zootecnici rispettando il limite dei 170 kgN/ha anno.
82
La Tabella 42 presenta, invece, sia i costi di esercizio stimati per ogni scenario sia i ricavi della
vendita dell’energia elettrica e/o di solfato di ammonio di ciascuna filiera integrata, una volta
che questa sia entrata a regime.
Tabella 42 Costi e ricavi operativi (EUR/anno) delle filiere integrate di gestione degli effluenti zootecnici
(a regime)
DA
Situazione
attuale
300 kW
Scenario C
DA + CAR +
N rimozione
Biologico
Convenzionale
Scenario D
DA + CAR+
N rimozione
Biologico
Innovativo
Scenario E
300 kW
300 kW
300 kW
DA +CAR+
N recupero
Ricavi totali
0
411.143
455.586
455.586
503.097
Vendita energia elettrica
0
411.143
455.586
455.586
464.474
Vendita ammonio solfato
0
0
0
0
38.623
Costi di esercizio totali
135.510
261.335
444.774
314.464
321.042
Utilizzo agronomico effluenti
135.510
182.155
182.155
182.155
182.155
0
0
0
0
0
135.510
182.155
182.155
182.155
182.155
Asservimento terreni
Trasporto e distribuzione
Digestione anaerobica+S/Ldigest
0
79.180
79.180
79.180
79.180
Manodopera diretta
0
17.520
17.520
17.520
17.520
0
32.707
32.707
32.707
32.707
Monitoraggio remoto
0
5.000
5.000
5.000
5.000
7.547
7.547
7.547
7.547
15.094
15.094
15.094
15.094
1.313
1.313
1.313
1.313
C onsulenti esterni
Assicurazione
Analisi substrato
Recupero dell'azoto
0
0
0
0
59.706
C osto dei reagenti
0
0
0
0
38.077
C onsumi elettrici
0
0
0
0
10.249
Manodopera diretta
0
0
0
0
4.380
0
0
0
0
7.000
0
0
0
183.438
53.128
C osti energetici
0
0
34.467
13.787
0
Manodopera diretta
0
0
17.520
17.520
0
0
0
4.640
4.640
0
C osto reagenti
0
0
121.811
12.181
0
Monitoraggio remoto
0
0
5.000
5.000
0
Anche considerando i costi di esercizio, dal confronto dei dati riportati in Tabella 42, si evince
che gli scenari che prevedono la sezione di rimozione e recupero dell’azoto (scenari C,D,E)
presentano costi di esercizio maggiori rispetto allo scenario B che contempla la sola digestione
anaerobica. In particolare lo scenario C risulta essere caratterizzato da elevati costi di gestione,
a causa dei maggiori costi legati all’aerazione per il processo di nitrificazione e all’acquisto di
fonte di carbonio esterna per il processo di denitrificazione. Tali costi si riducono nel caso dello
scenario D che prevede un processo biologico innovativo di rimozione dell’azoto, che consente
appunto di abbattere i costi relativi all’aerazione e all’acquisto della fonte esetrna di carbonio. I
costi di esercizio della sezione di recupero dell’azoto dello scenario E sono comparabili a quelli
della sezione di rimozione dell’azoto dello scenario D. I ricavi annuali per tutti gli scenari sono
comunque sempre maggiori dei costi di esercizio totali. Un maggior margine di giuadagno vi è
per gli scenari B, D, ed E.
83
E’ riportata di seguito l’analisi economica - finanziaria vera e propria di ogni filiera, condotta su
22 anni (2 anni din progettazione ed esecuzione e 20 anni di esercizio). Per ogni filiera, vengono
presentati il VAN – calcolato per due diversi valori del tasso di sconto (5% e 10%), il TIR e il
tempo di ritorno dell’investimento (PBP) calcolato sulla base dei flussi di cassa attualizzati
considerando il 5 ed il 10% di tasso di sconto.
Scenario A –SITUAZIONE ATTUALE: trasporto e spandimento degli effluenti zootecnici
Tale situazione comporta una spesa attuale per gli allevatori dell’Alta Val di Non di circa
135.000 euro all’anno, considerando che i terreni aziendali su cui spandere gli effluenti
zootecnic siano ad una distanza di massimo 10 km dagli allevamenti, corrispondente dunque a
circa 87€/UBA anno. Rispetto a tale situazione sono riportati i costi e i ricavi dei differenti
scenari di gestione degli effluenti zootecnici indivituati.
Scenario B - DIGESTIONE ANAEROBICA 300 kWel
In tale scenario è stata prevista la sola realizzazione dell’impianto di biogas e l’utilizzo
agronomico del digestato previa separazione solido/liquido. L’impianto così come configurato
può accedere alla tariffa base incentivante dell’energia elettrica, pari a 23,13€cent/kWh
(consiederando che l’inizio dell’esercizio dell’impianto sia entro la fine del 2014). Essendo
previsto il recupero di energia termica solo per l’impianto di biogas (riscaldamento del digestore
e dei locali tecnici), non è possibile accedere all’ulteriore incentivo (premio) per la
cogenerazione ad alto rendimento. Nel caso in cui, in fase di progettazione definitiva, si valuti la
possibilità di allacciare l’impianto ad una rete di teleriscaldamento, si potrebbe godere di un
premio aggiuntivo pari a 1,0€cent/kWh.
Tale configurazione è quella che consente di avere comunque un tempo di ritorno
dell’investimento breve pari a circa 7 anni con un tasso di sconto del 5%, con un VAN positivo di
1.929.000 euro ed un TIR del 17,5%. La frazione liquida del digestato prodotta, ricca di azoto,
potrebbe essere utilizzata per la fertirrigazione dei terreni aziendali, mentre la frazione solida,
impoverita di azoto, potrebbe essere utilizzata come ammendante. E’ da evidenziare che la
digestione anaerobica modifica la forma dell’azoto contenuto negli effluenti ma non ne riduce la
quantità al campo, per cui solo in un’ottica di cooperazione tra i diversi comuni, l’Alta Val di
Non ha la possibilità di gestire lo spandimento del digestato nel proprio territorio.
Tale scenario comporterebbe, per allevatori, un investimento pari a 46 €/UBA anno per 20 anni
per la realizzazione dell’impianto di digestione anaerobica, a fronte di un ricavo lordo di 96
€/UBA anno per 20 anni, ossia di un ricavo netto di circa 50 €/UBA anno. E’ da considerare che il
contributo provinciale per la realizzazione dell’impianto a biogas, può comportare un
dimezzamento dei costi di investimento ed un conseguente aumento dei ricavi netti degli
allevatori.
Scenario C - DIGESTIONE ANAEROBICA (300 kWel) + CAR + RIMOZIONE BIOLOGICA
CONVENZIONALE dell’AZOTO
Lo scenario C è stato individuato per cercare di ridurre i carichi di azoto da smaltire sul
territorio dell’Alta Val di Non, introducendo un processo biologico convenzionele di
nitrificazione e denitrificazione. Tale scenario potrebbe accedere alla tariffa base incentivante
dell’energia elettrica, pari a 23,13€cent/kWh ed una serie di premi aggiuntivi, quali:
• Premio per la rimozione del 40% dell’azoto, pari a 1,5 €cent/kWh. Come specificato nelle FAQ
del GSE (http://www.gse.it/it/EnergiaFacile/faq/Pages/default.aspx), la rimozione
dell’azoto pari ad almeno il 40% non deve avvenire necessariamente attraverso la produzione
di fertilizzante, dunque anche i processi biologici di rimozione dell’azoto consentono di
accedere a tale premio.
84
• Premio per cogenerazione ad alto rendimento (CAR), pari a 1,0 €cent/kWh. Come specificato
nelle FAQ del GSE (http://www.gse.it/it/EnergiaFacile/faq/Pages/default.aspx) l’energia
termica eventualmente utilizzata nel processo di recupero e/o rimozione dell’azoto, può
essere considerata calore utile ai fini del riconoscimento CAR all’energia prodotta, fatte salve
eventuali altre valutazioni specifiche che dovessero emergere nell’ambito dell’istruttoria di
riconoscimento CAR.
Il processo convenzionale di nitrificazione e denitrificazione comporta elevati costi di gestione
che annullano i ricavi. Il VAN del progetto si presenta negativo al tasso di sconto del 5 e del 10%
e, pertanto, sarebbe un errore accettare l’investimento.
Scenario D - DIGESTIONE ANAEROBICA (300 kWel) + CAR + RIMOZIONE BIOLOGICA INNOVATIVA
dell’AZOTO
Sempre con l’obiettivo di ridurre il carico di azoto da spandere sui terreni mediante un processo
di rimozione biologica, è stato considerato lo scenario D, dove il processo convenzionale di
nitrificazione e denitrificazione è stato sostitito da un processo biologico innovatico di
nitritazione, anammox e denitrificazione. Sono stati considerati, per tale applicazione, gli stessi
costi di investimento del processo biologico convenzionale ma una riduzione dei costi di
gestione, così come spiegato nei paragrafi precedenti. Lo scenario, che può godere della stessa
tariffa incentivante dell’energia prodotta dello scenario C, presenta un VAN positivo di
1.442.000 euro e un tempo di ritorno dell’investimento di 9 anni.
Tale scenario comporterebbe per gli allevatori ricavo netto di 31 €/UBA anno.
Scenario E - DIGESTIONE ANAEROBICA (300 kWel) + CAR + RECUPERO dell’AZOTO
L’ultimo scenario considerato prevede come sezione di post-trattamento del digestato una fase
di strippaggio. Tale configurazione consente di accedere alla tariffa base incentivante
dell’energia elettrica, pari a 23,13€cent/kWh ed una serie di premi aggiuntivi, quali:
• Premio per il recupredo del 30% dell’azoto in regime di cogenerazione ad alto rendimento,
pari a 2,0 €cent/kWh.
• Premio per cogenerazione ad alto rendimento (CAR), pari a 1,0 €cent/kWh. Come specificato
nelle FAQ del GSE (http://www.gse.it/it/EnergiaFacile/faq/Pages/default.aspx) l’energia
termica eventualmente utilizzata nel processo di recupero e/o rimozione dell’azoto, può
essere considerata calore utile ai fini del riconoscimento CAR all’energia prodotta, fatte salve
eventuali altre valutazioni specifiche che dovessero emergere nell’ambito dell’istruttoria di
riconoscimento CAR.
Inoltre, a fronte del maggiore investimento per la sezione di post-trattamento del digestato, in
questo scenario è possibile considerare un’ulteriore ricavo, rappresentato dalla vendita del
solfato di ammonio.
Tale scenario comporterebbe per gli allevatori un ricavo netto di 56 €/UBA anno, in quanto a
fronte dei maggiori investimenti, è possibile accedere ad una tariffa incentivante maggiore ed
usufruire di un ulteriore ricavo rappresentato dalla vendita del solfato di ammonio.
85
La Tabella 43 riporta una sintesi del tempo di ritorno (PBP) e dei principali indici finanziari per ogni scenario.
Tabella 43 Analisi del tempo di ritorno e dei principali indici finanziari
Situazione
attuale
DA
Scenario C
DA + CAR +
N rimozione
Biologico
Convenzionale
Scenario D
DA + CAR+
N rimozione
Biologico
Innovativo
Scenario E
300 kW
DA +CAR+
N recupero
300 kW
300 kW
300 kW
PBP inizio esercizio (5%) [anni]
-
7
>20
9
8
PBP inizio esercizio (10%) [anni]
-
8
>20
13
11
VAN (5%) [euro]
-
1.929
-16
1.442
1.891
VAN (10%) [euro]
-
771
-564
347
613
TIR [%]
-
17,5%
4,9%
12,8%
14,7%
Bolzano – GESTIONE SOSTENIBILE DEGLI EFFLUENTI ZOOTECNICI
86
Nelle tabelle seguenti Tabella 44 - Tabella 47) sono infine riportati i dettagli delle analisi economiche- finanziare, per ogni scenario
considerato.
Tabella 44 Analisi finanziaria Scenario B - DIGESTIONE ANAEROBICA 300 kWel
(migliaia di EUR)
1
1. Costi di investimento
Separatore S–L eflluente zootecnico
Impianto biogas + Separatore S-L
Impianto abbattimento azoto
Impianto recupero azoto
Valore residuo
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Anno
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
-717,3
-717,3
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
143,5
-717,3
-717,3
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
143,5
2a. Costi di esercizio
Utilizzo agronomico degli effluenti
Separazione S–L
Recupero dell'azoto
0,0
0,0
0,0
0,0
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
-125,8
-46,6
0,0
0,0
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
2b Ricavi operativi
0,0
0,0
0,0
0,0
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
411,1
2. Ricavi operativi al netto dei costi di
esercizio (2a. + 2b.)
0,0
0,0
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
Flusso di cassa netto (1. + 2.)
-717,3
-717,3
285,3
285,3
271,0
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
285,3
428,8
Flusso di cassa netto (A + B) attualizzato
Flusso di cassa netto (A + B)
attualizzato i=5% Cumulato
-683,1
-650,6
246,5
234,7
212,3
212,9
202,8
193,1
183,9
175,2
166,8
158,9
151,3
144,1
137,2
130,7
124,5
118,6
112,9
107,5
102,4
146,6
-683,1
-1.333,7
-1.087,2
-852,5
-640,1
-427,2
-224,5
-31,4
152,6
-652,0
-592,8
214,4
194,9
168,3
161,1
146,4
133,1
121,0
110,0
100,0
90,9
82,6
75,1
68,3
62,1
56,4
51,3
46,7
42,4
38,6
52,7
-652,0
-1.244,8
-1.030,5
-835,6
-667,3
-506,3
-359,9
-226,7
-105,7
4,3
TIR finanziario
17,5%
Tasso d'interesse
VAN finanziario (€)
5%
10%
1.929,3
771,4
Tempo di ritorno dall'inizio dell' investimento (anni)
7,0
8,0
Tempo di ritorno dall'inizion della fase di esercizio
dell'impianto (anni)
9,0
10,0
87
Tabella 45 Analisi finanziaria Scenario C- DIGESTIONE ANAEROBICA (300 kWel) + CAR + RIMOZIONE BIOLOGICA CONVENZIONALE dell’AZOTO
(migliaia di EUR)
1
Separatore S–L
Impianto biogas
Valore residuo
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Anno
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
-926,4
-926,4
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
185,3
-717,3
-209,1
-717,3
-209,1
0,0
0,0
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
185,3
2a. Costi operativi
Separazione S–L
Recupero dell'azoto
0,0
0,0
0,0
0,0
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
-309,3
-46,6
0,0
0,0
0,0
0,0
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
-79,2
-183,4
2b. Ricavi operativi
0,0
0,0
0,0
0,0
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
2. Ricavi operativi netti (2a. + 2b.)
0,0
0,0
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
Flusso di cassa netto (1 + 2)
-926,4
-926,4
146,3
146,3
132,0
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
146,3
331,6
-882,2
-840,2
126,4
120,4
103,4
109,2
104,0
99,0
94,3
89,8
85,6
81,5
77,6
73,9
70,4
67,0
63,8
60,8
57,9
55,1
52,5
113,4
-882,2
-1.722,5
-1.596,1
-1.475,7
-1.372,3
-1.263,1
-1.159,1
-1.060,1
-965,8
-875,9
-790,4
-708,9
-631,3
-557,4
-487,0
-420,0
-356,1
-295,4
-237,4
-182,3
-129,8
-16,4
-842,1
-765,6
109,9
99,9
81,9
82,6
75,1
68,3
62,1
56,4
51,3
46,6
42,4
38,5
35,0
31,8
28,9
26,3
23,9
21,7
19,8
40,7
-842,1
-1.607,7
-1.497,8
-1.397,9
-1.315,9
-1.233,3
-1.158,2
-1.090,0
-1.027,9
-971,5
-920,2
-873,6
-831,2
-792,7
-757,6
-725,8
-696,9
-670,5
-646,6
-624,9
-605,1
-564,4
TIR finanziario
4,9%
Tasso d'interesse
5%
10%
-16,4
-564,4
>20
>20
d ll'i
i
(
i)
>20
>20
88
Tabella 46 Analisi finanziaria Scenario D - DIGESTIONE ANAEROBICA (300 kWel) + CAR + RIMOZIONE BIOLOGICA INNOVATIVA dell’AZOTO
(migliaia di EUR)
1
Separatore S–L
Impianto biogas
Valore residuo
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Anno
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
-926,4
-926,4
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
143,5
-717,3
-209,1
-717,3
-209,1
0,0
0,0
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
143,5
2a. Costi operativi
Separazione S–L
Recupero dell'azoto
0,0
0,0
0,0
0,0
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
-179,0
-46,6
0,0
0,0
0,0
0,0
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
-79,2
-53,1
0,0
0,0
0,0
0,0
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
455,6
0,0
0,0
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
-926,4
-926,4
276,6
276,6
262,3
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
276,6
420,1
-882,2
-840,2
239,0
227,6
205,5
206,4
196,6
187,2
178,3
169,8
161,7
154,0
146,7
139,7
133,1
126,7
120,7
114,9
109,5
104,3
99,3
143,6
-882,2
-1.722,5
-1.483,5
-1.255,9
-1.050,4
-844,0
-647,4
-460,2
-281,8
-112,0
49,7
-842,1
-765,6
207,8
188,9
162,9
156,2
142,0
129,1
117,3
106,7
97,0
88,1
80,1
72,8
66,2
60,2
54,7
49,8
45,2
41,1
37,4
51,6
-842,1
-1.607,7
-1.399,9
-1.210,9
-1.048,1
-891,9
-750,0
-620,9
-503,6
-397,0
-300,0
-211,9
-131,7
-58,9
7,3
TIR finanziario
12,8%
Tasso d'interesse
5%
10%
1.442,3
347,4
11,0
15,0
d ll'i
i
(
i)
9,0
13,0
89
Tabella 47 Analisi finanziaria Scenario E - Scenario E - DIGESTIONE ANAEROBICA (300 kWel) + CAR + RECUPERO dell’AZOTO
(migliaia di EUR)
1
Separatore S–L
Impianto biogas
Valore residuo
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Anno
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
-942,3
-942,3
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
188,5
-717,3
-717,3
0,0
0,0
-14,3
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
-225,0
0,0
-225,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
188,5
2a. Costi operativi
Separazione S–L
Recupero dell'azoto
0,0
0,0
0,0
0,0
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
-185,5
-46,6
0,0
0,0
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
-79,2
0,0
0,0
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
-59,7
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
0,0
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
503,1
464,5
38,6
0,0
0,0
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
-942,3
-942,3
317,6
317,6
303,2
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
317,6
506,0
i=5% Cumulato
-897,4
-854,6
274,3
261,3
237,6
237,0
225,7
214,9
204,7
195,0
185,7
176,8
168,4
160,4
152,8
145,5
138,6
132,0
125,7
119,7
114,0
173,0
-897,4
-1.752,0
-1.477,7
-1.216,4
-978,9
-741,9
-516,2
-301,3
-96,6
98,4
i=10% Cumulato
-856,6
-778,7
238,6
216,9
188,3
179,3
163,0
148,1
134,7
122,4
111,3
101,2
92,0
83,6
76,0
69,1
62,8
57,1
51,9
47,2
42,9
62,2
-856,6
-1.635,3
-1.396,7
-1.179,8
-991,5
-812,3
-649,3
-501,2
-366,5
-244,1
-132,8
-31,6
60,4
TIR finanziario
14,7%
Tasso d'interesse
5%
10%
1.890,8
613,3
10,0
13,0
d ll'i
i
(
i)
8,0
11,0
90
7.3.1. Ulteriori considerazioni all’analisi tecnico economica e finanziaria
Nell’analisi tecnico, economica e finzanziaria non sono stati volutamente considerati alcuni
aspetti che invece dovranno essere presi in considerazione in fase di progettazione definitiva,
quali ad esempio l’individuazione di eventuali co-substrati periodici presenti nella zona oggetto
di studio e i contributi provinciali per la realizzazione dell’impianto. Si ripotano di seguito una
serie di osservazioni in merito a tali aspetti.
Co-substrati
Nel seguente studio è stato considerato un impianto di biogas che tratta liquame e letame
soptrattutto proveniente dagli allevamenti bovini. In fase di progettazione definitiva o
comunque in fase di gestione, al fine di ottimizzare al massimo l’impianto da 300 kWel è
possibile pensare di individuare anche piccoli scarti di lavorazione delle aziende agricole e
zootecniche presenti nella zona oggetto di studio. Possibili co-substrati, da introdurre in minime
quantità, possono essere rappresentati da buccette di mela, sfalcio dei prati ed insilato di mais
(550 – 750 m3biogas /t SV). E’ da considerare che tali scarti potrebbero essere a titolo onoeroso
(anche 20 – 40 €/t), andrebbe dunque riconsidarata l’analisi economica e finanziaria.
L’inserimento di tali substrati potrebbe essere utile nei mesi durante i quali è praticato il
pascolo autunnale ed estivo, al fine di mantenere una certa produzione di biogas, dalla cui
valorizzazione nel cogeneratore viene recuperata l’energia elettrica che viene immessa in rete.
Contributo provinciale
Da ultimo è da indagare il ruolo svolto dal contributo provinciale per la realizzazione
dell’impianto a biogas. Tale contributo comporterebbe infatti una diminuzione del costo di
investimento dell’impianto, e di conseguenza un tempo di ritorno dell’investimento inferiore. In
provincia di Trento la legge provinciale LP 8/2012, prevede una serie di misure e contributi,
soggetti al regime di cumulabilità previsto dalla normativa statale, per la realizzazione di
impianti di digestione anaerobica. Per gli impianti per la produzione di biogas, la percentuale di
contributo è pari al 50% delle spese massime ammissibili per la realizzazione di impianti di
trattamento anaerobico di effluenti di allevamento e al 50% delle spese massime ammissibili per
la realizzazione di strutture accessorie agli impianti di trattamento.
91
8. Analisi degli impatti ambientali derivanti dall’impianto
a biogas
Le scelte tecnologiche sopra descritte sono state effettuate considerando aspetti tecnici,
economici ed ambientali. Si è cercato infatti fornire delle linee guida per la corretta
progettazione di un impianto di biogas per il trattamento degli effluenti zootecnici, al fine di
minimizzare gli impatti sulle diverse componenti ambientali, descrivendo e computando una
serie di interventi e misure di mitigazione. Un’attenta analisi degli impatti ambientali andrà
comunque realizzata in fase di progettazione definitiva. Per completezza di trattazione sono
riportati gli impatti ambientali da considerare i fase di progettazione di un impianto a biogas:
• utilizzo risorse naturali ed energetiche
• emissioni odorose
• scarichi idrici ed inquinamento al suolo
• rumore
• emissione di polveri in atmosfera
• trasporti
• stabilità e sicurezza geologica
• impatto visivo
8.1. Utilizzo risorse naturali ed energetiche
Dall’analisi effettuata è emerso che la realizzazione di un impianto di biogas per la gestione
degli effluenti zootecnici in Alta Val di Non, comporta una valorizzazione delle risorse naturali
ed energetiche quali appunto gli effluenti zootecnici. L’impianto di biogas consente infatti di
ottenere energia rinnovabile dagli effluenti zootecnici, oltre che una migliore gestione degli
effluenti zootecnici.
8.2. Emissioni odorose
Le sorgenti emissive di un impianto di biogas sono molteplici, sia diffuse, generate dalle
differenti fasi del processo di generazione del biogas, quali:
- stoccaggio e movimentazione dei liquami;
- stoccaggio e movimentazione del letame;
- sezioni di separazione solido/liquido e dalla sezione di post-trattamento del digestato;
- spandimento del digestato;
sia puntuali, generate essenzialmente dal processo di conversione del biogas in energia:
- fumi del gruppo di cogenerazione, ad una temperatura media di 180°C.
Le emissioni di tipo diffuso, di gran lunga più rilevanti, sono quelle di ammoniaca e di gas serra
che si hanno dagli stoccaggi dei digestati e delle loro frazioni solide e liquide separate. Le
emissioni maleodoranti possono essere prodotte invece in tutti i reparti dell’impianto,
soprattutto se progettato e gestito in maniera non adeguata.
Si evidenzia che non sono disponibili limiti di riferimento né a livello provinciale, né a livello
nazionale, dunque nel presente studio, al fine di mitigare degli impatti odorigeni dell’impianto
di biogas si consiglia di considerare quanto riportato nel DRG 1495/2011 della Regione Emilia
Romagna, dove si evidenziano una serie di criteri infrastrutturali e gestionali da rispettare in
fase di progettazione definitiva e di gestione dell’impianto. In linea generale è bene prevedere,
soprattutto nelle zone di accumulo del liquame e del letame, sistemi chiusi in depressione con
92
aspirazione dell’aria e successivo trattamento. La norma UNI EN 13725/2004 riporta i valori
guida a cui fare riferimento per le emissioni odorigene in uscita dall’impianto di trattamento
dell’aria.
Tra le misure strutturali, per l’accumulo del materiale palabile (letame tal quale) da introdurre
al digestore anaerobico, è consigliabile realizzare strutture coperte oppure prevedere l’acquisto
di contenitori chiusi per evitare dispersioni di composti organici volatili (COV) e particolato. Se i
contenitori sono completamente chiusi va prevista un’apertura minima per gli sfiati che
dovranno essere trattati (es. filtri a carbone). Per le biomasse non palabili (liquame) è bene
prevedere, qualora i liquami non siano avviati direttamente alla digestione anaerobica,
vasche/contenitori chiusi a tenuta, salvo un’apertura minima per gli sfiati che dovranno
comunque essere trattati. Anche lo stoccaggio del digestato dovrà essere dimensionato per
garantire il contenimento delle emissioni di odori, ammoniaca e gas serra causati dalla presenza
di sostanza organica non completamente digerita. I volumi di stoccaggio del digestato non
devono essere inferiori al volume di digestato tal quale o chiarificato prodotto in 180 gg in zona
vulnerabile ai nitrati (ZVN) e 120 gg in zona ordinaria (ZO), 90 gg per l’eventuale frazione
palabile. Le vasche/contenitori coperti dovranno prevedere il trattamento dell’aria esausta o la
captazione del biogas e l’utilizzo del medesimo per produzione energetica. Per quanto riguarda
la frazione palabile del digestato è bene prevedere la realizzazione di una platea al coperto in
capannone chiuso su tre lati proprio per ridurre la dispersione delle sostanze odorigene da tale
area strutture. Per ridurre l’emissione in atmosfera della fase di separazione solido/liquido,
soprattutto se effettuata con mezzi a forte efficienza e impiego energetico, è opportuno
ricorrere ad interventi strutturali che consistono nella realizzazione di ambienti completamente
chiusi e in depressione, con aspirazione e trattamento dell’aria esausta prima della sua
immissione in atmosfera.
Tra le misure gestionali particolare attenzione dovrà essere riservata alla movimentazione dei
materiali all’interno dell’area perimetrata dell’impianto e alla gestione degli stoccaggi. Lo
stoccaggio dei materiali in arrivo dovrà essere di breve durata e comunque non superiore a 2 – 3
giorni. Infine, lo stoccaggio del digestato separato solido dovrà essere effettuato in modo tale da
evitare fenomeni di anaerobiosi nei cumuli che pertanto dovranno essere di dimensioni
contenute e se possibile periodicamente rivoltati.
Per quel che concerne la fase di spandimento del digestato, prove di laboratorio hanno
evidenziato che la distribuzione delle frazioni chiarificate, digerite e non, riduce la
volatilizzazione dell’ammoniaca di oltre un terzo rispetto ai liquami e letami tal quali. Questa
diminuzione è da attribuire alla rapidità di infiltrazione nel suolo delle frazioni chiarificate
rispetto al liquame tal quale (Monaco et al., 2011). Dunque l’inserimento di un impianto a biogas
con successiva fase di separazione solido/liquido tenderebbe a ridurre l’impatto odorigeno che
invece genera la gestione attuale degli effluenti zootecnici in Alta Val di Non.
Infine, i limiti alle emissioni provenienti dai motori a cogenerazione per impianti nuovi, sono
regolamentati in Emilia Romagna con la DGR 1496/11, che prevede limiti sulle polveri, composti
organici volatili, NOx e NH3, ossidi di zolfo, CO in funzione della potenza nominale del motore.
93
8.3. Scarichi idrici ed inquinamento al suolo
In fase di progettazione definitiva dovrà essere dimensionato il sistema di gestione delle acque
complessivamente generate nell’area d’impianto, in maniera conforme al Dlgs 152/06 e s.m.i. e
dal Piano provinciale di risanamento delle acque. Per quanto riguarda le aree di stoccaggio del
materiale palabile è opportuno realizzare una pavimentazione, quando presente,
impermeabilizzata e sagomata in modo da favorire il rapido sgrondo di eventuali percolati.
Questi potranno essere inviati direttamente al digestore od in alternativa, conservati in
contenitori chiusi, in attesa del loro caricamento.
Inoltre, lo smaltimento delle acque meteoriche raccolte nei piazzali dovrà avvenire nel rispetto
di quanto previsto dall’art. 14 delle norme di attuazione del Piano provinciale di risanamento
delle acque e della normativa vigente in materia di gestione dei rifiuti. In fase di progettazione
definitiva occorrerà verificare l’effettiva assenza di interferenza dell’attività dell’impianto con
eventuali pozzi ad uso irriguo rilevati cartograficamente nella zona, e delle relative fasce di
rispetto.
8.4. Rumore
Negli impianti di biogas sono installati una serie di macchinari più o meno rumorosi che possono
costituire delle fonti di rumore impattanti. I macchinari più rumorosi devono essere installati
all’interno di capannoni. In particolare, i moduli di cogenerazione per la produzione di energia
elettrica e calore devono essere collocati all’interno di una sala motori, realizzata in muratura o
in container, e comunque devono essere costruiti in modo da contenere adeguatamente
l’impatto acustico. In fase di progettazione definitiva è possibile richiedere, ai fornitori delle
macchine, i livelli di pressione sonora delle singole macchine (rumore misurato ad una distanza
di 1 m) ed effettuare una valutazione del rumore generato dall’impianto rispetto al ricettore più
sensibile. Il riferimento normativo per l'inquinamento acustico é la legge n. 447/1995 con i
relativi decreti attuativi.
8.5. Stabilità e sicurezza geologica
Il territorio dell’Alta Val di Non è classificato, secondo la Carta di Sintesi Geologica allegata al
Piano urbanistico provinciale (PUP), come “Area con penalità gravi o medie” con alcune zone
con elevata pericolosità. Per cui una volta individuata l’effettiva localizzazione dell’impianto di
biogas, secondo le relative Norme di Attuazione in tali aree gli aspetti litologici, morfologici,
idrogeologici e di allagamento richiedono l'esecuzione di studi ed indagini geologiche e
geotecniche approfondite per ogni tipo di intervento, estesi alla possibile area di influenza delle
opere in progetto.
8.6. Trasporti
La realizzazione di un impianto consortile comporterebbe un incremento di traffico veicolare
rispetto alla situazione attuale, dovuto al trasporto dei liquami e/o letami dagli allevamenti per
i quali non è possibile realizzare un sistema di fognatura diretta. Al fine di valutare l’incremento
di traffico aggiunto, nel presente studio, sono state fatte delle ipotesi sulla massa dei
letami/liquami trasportata dai mezzi in entrata ed in uscita dall’impianto sulla base di quanto
potrebbe accadere nella realtà.
94
Tenendo in considerazione una differente capacità di carico per la frazione solida e liquida, si è
ipotizzato che i letami vengano conferiti con mezzi con portata media pari a 15 tonnellate e il
liquame con mezzi da 26 tonnellate;
Materiale in entrata: 32.800 t/anno
(18.600 Liquame t/anno, 14.200 Letame t /anno)
Materiale in uscita: 31.300 ton/anno
(Solido, ammendante
11.900 ton/anno, Liquido, fertilizzante 19.400
ton/anno)
Ne consegue che il traffico indotto dal trasporto del materiale in ingresso è pari a circa 1.700
mezzi all’anno. Considerando quindi 250 giorni utili all’anno, si avrà il transito di circa 6-7 mezzi
al giorno; questo dato va raddoppiato (12-14 mezzi al giorno) per tenere conto del tragitto di
ritorno.
Per quanto riguarda il traffico in uscita, seguendo uno schema di calcolo analogo si ottiene un
traffico pari a 7 mezzi al giorno, che raddoppiato considerando il ritorno corrisponde a 14 mezzi
al giorno.
In totale si avrà quindi un traffico pari a 28 mezzi al giorno.
Rispetto al volumi di traffico locale (1.700 veicoli al giorno di cui 50 veicoli pesanti /d), il
traffico indotto dall’impianto consortile potrebbe far raddoppiare il traffico di automezzi, ma è
comunque trascurabile rispetto al traffico veicolare totale già esistente, rimanendo pressoché
impercettibile alla popolazione residente nei dintorni. Bisogna considerare inoltre che il
suddetto scenario del traffico ipotizzato è quello peggiore in quanto non contempla l’ipotesi in
cui gli automezzi che trasportano il materiale in ingresso siano utilizzati per il trasporto del
digestato in uscita. Questo perché non sempre i rispettivi periodi di conferimento coincidono,
tuttavia un’attenta pianificazione dei trasporti può sensibilmente consentire di ridurre il numero
di viaggi necessari con vantaggi non solo ambientali ma anche economici.
Tale situazione potrebbe inoltre essere migliorata, prevedendo la realizzazione di condotte a
gravita per il convogliamento dei liquami dagli allevamenti più grandi a stabulazione libera e
posti ad una quota maggiore rispetto a quella dell’impianto.
8.7. Impatto visivo
Al fine di mitigare l’impatto visivo dell’impianto di biogas, in fase di progettazione definitiva
sarà opportuno prevedere una barriera verde costituita da piante con medio-alto fusto di
essenze autoctone, limitando così la vista dell’impianto dal tracciato della strada statale.
Peraltro in sede di progettazione definitiva, potranno essere anche valutate soluzioni
architettoniche tali da valorizzare il contesto ambientale circostante o gli elementi caratteristici
degli impianti dedicati al recupero energetico al fine di evidenziare gli aspetti positivi
dell’attività svolta nel sito.
95
9. Alternativa alla produzione elettrica: Biometano
Il biogas prodotto dall’impianto di digestione anaerobica, può essere utilizzato in ambito
cogenerativo (per la produzione di energia elettrica e termica) ma anche raffinato a biometano
ed utilizzato per autotrazione come biocarburante o immesso nella rete del gas naturale. Tale
alternativa risulta essere molto interessante, in quanto significherebbe che il potere energetico
del biogas potrebbe essere stoccato e veicolato facilmente.
Nel presente paragrafo vengono descritte le principali tecnologie che consentono l’upgrading del
biogas a biometano e viene presentata una valutazione di massima per l’ipotesi di produzione di
biometano dal trattamento dei reflui zootecnici dell’Alta Val di Non.
9.1. Tecnologie di upgrading del biogas a biometano
La trasformazione del biogas in biometano è attuata in due fasi principali: purificazione
(deidratazione, desolforazione, rimozione dell’ammoniaca gassosa, mercaptani, silossani e
particolato) e upgrading (rimozione dell’anidride carbonica).
I principali trattamenti di purificazione, previsti anche nell’ipotesi di cogenerazione, consistono
in:
- deidratazione: raffreddamento del gas e raccolta delle condense (gruppi frigoriferi),
compressione, assorbimento in soluzioni a base di glicoli, ossidi di silicio, carbone attivo
o sali igroscopici; il trattamento è efficace anche per l’abbattimento dei silossani;
- desolforazione: scrubbing ad umido; precipitazione chimica con sali di ferro dosati
durante la digestione anaerobica; assorbimento su carboni attivi con catalizzatori a base
di sali o ossidi di potassio;
- rimozione ammoniaca e altri componenti: strippaggio, compressione e assorbimento su
carboni attivi.
Nel caso di produzione di biometano, alcuni di questi trattamenti possono avvenire
contemporaneamente alla fase di upgrading a seconda della tecnologia utilizzata per la
rimozione della CO2.
Di seguito sono descritti brevemente i principali processi di upgrading attualmente utilizzati, per
la rimozione della CO2.
Adsorbimento a pressione oscillante (PSA):
L’adsorbimento a pressione oscillante, Pressure Swing Adsorbption, sfrutta la capacità di alcuni
materiali adsorbenti (carboni attivi o zeliti) di trattenere la CO2 presente nel biogas quando
questo viene compresso ad elevate pressioni. La rigenerazione del materiale avviene con una
successiva progressiva diminuzione di pressione. Il trattamento richiede il preventivo
abbattimento dell’idrogeno solforato che si potrebbe legare permanentemente alla matrice
adsorbente e l’eliminazione dell’acqua che danneggia la struttura dello stesso materiale. Tale
trattamento si presta anche ad applicazioni di piccola media taglia (250 Nm3 /h di biogas grezzo
trattato).
96
Absorbimento:
L’absorbimento è un processo di depurazione chimico fisico che sfrutta la minore solubilità del
metano rispetto alla CO2. Il biogas attraversa in controcorrente un flusso di liquido all’interno
del quale la CO2 rimane intrappolata in forma disciolta.
A seconda del fluido di lavaggio impiegato il processo è definito come:
- Lavaggio ad acqua ad alta pressione (PWS, Pressare Water Scrubbing): presenta
buone efficienze di rimozione di CO2 e risulta più adatto per piccole portate di biogas
grezzo (30 – 100 Nm3/h);
- Lavaggio con solventi organici (Organic Phisical Scrubbing): sfrutta la maggiore
solubilità rispetto all’acqua della CO2 nel Polietilene Glicole. Il processo consente la
rimozione contemporanea dell’idrogeno solforato, dell’acqua, dell’ossigeno e
dell’ammoniaca. La rigenerazione del fluido può avvenire mediante riscaldamento o
depressurizzazione;
- Lavaggio chimico con ammine (MEA, DEA): il lavaggio viene effettuato impiegando una
soluzione a base di ammine le quali reagiscono chimicamente con la CO2. La
rigenerazione del liquido avviene per riscaldamento. È consigliabile la rimozione
preventiva di idrogeno solforato nel flusso di biogas grezzo che altrimenti comporterebbe
una maggiore temperatura per la rigenerazione del liquido. Il lavaggio può essere
effettuato con due tipi di ammina: le monoetanolammina (processo MEA) e la
dimetiletanolammina (processo DEA).
Filtrazione su membrana:
Il biogas grezzo attraversa membrane selettive che lasciano passare la CO2 , acqua e ammoniaca
e ostacolano il passaggio di metano ed azoto che sono convogliati verso la raccolta. L’idrogeno
solforato viene parzialmente selezionato, pertanto è opportuna la sua preventiva rimozione. Le
attuali tecnologie che prevedono un doppio stadio di filtrazione, consentono di contenere i costi
di compressione utilizzando pressioni di 8 bar.
Insieme al lavaggio ad acqua la filtrazione su membrana è quella maggiormente adatta ad un
impianto di piccola taglia, come quello oggetto del presente studio di fattibilità, caratterizzato
da una produzione di metano grezzo di circa 190 Nm3/h.
97
9.2. Compressione ed immissione in rete
Terminata la fase di produzione precedentemente descritta, il biometano può essere immesso
nella rete nazionale del gas e successivamente prelevato per i seguenti usi:
• Combustione in Cogenerazione;
• Utilizzo diretto per industria ed abitazioni;
• Autotrazione
Fig. 15: Schema concettuale di produzione ed utilizzo del biometano
L’immissione in rete del biometano richiede i seguenti step impiantistici:
• Compressione (calibrata in accordo con la pressione interna al gasdotto nazionale)
• Iniezione eventuale di propano
• Odorizzazione
• Adduzione al gasdotto tramite condotta interrata (metanodotto)
• Monitoraggio qualità, contenuto energetico e portata
• Immissione vera e propria
9.3. Upgrading del biogas a biometano in Alta Val di Non
Al fine di valutare l’inserimento, in Alta Val di Non, di un sistema di upgrading del biogas per la
produzione di biometano da immettere nella rete del gas o per autotrazione, è stato condotto
un confronto con l’alternativa di utilizzo in cogenerazione del biogas prodotto per la produzione
di energia elettrica e termica (Tabella 48).
Il confronto è solamente di tipo qualitativo in quanto non esistono attualmente esperienze in
scala reale in Italia ed un tale confronto richiederebbe un’analisi dettagliata ed aggiornata dei
sistemi offerti da aziende che attualmente realizzano impianti di upgrading in Paesi europei
come ad es. la Germania o la Svezia.
A tal proposito, si evidenzia che sono stati condotti alcuni studi di fattibilità, tra cui quello
condotto all’interno del progetto europeo BIOMASTER (www.biomaster-project.eu) nel quale il
Trentino ha rappresentato uno dei siti europei investigati, al fine di individuare i vantaggi e gli
svantaggi nell’uso del biometano nel trasporto pubblico.
98
Tabella 48 Confronto Impianto di cogenerazione da biogas e impianto di upgrading di biogas a biometano
Cogenerazione
da biogas
Upgrading
Biogas a
Biometano










Funzionamento in h/anno leggermente
superiore nella cogenerazione














Leggermente superiore per il biometano












Note
Caratteristiche principali
Funzionamento continuo
Produzione Energia elettrica
Produzione Energia termica
Produzione Biometano
Autoconsumi
Nel caso del biometano attuabile in un
momento successivo alla immissione in rete
Leggermente superiori per il biometano
Principali voci dei costi
di realizzazione
Opere civili
Cogeneratore
Impianto upgrading
Stoccaggi
Allacciamento alla rete elettrica
Allacciamento alla rete gas
Principali voci dei costi
di esercizio
Service cogeneratore
Service impianto upgrading
Gestione e manutenzione ordinaria
impianto
EE per funzionamento digestore
EE per upgrading
Autoconsumo biogas
Leggermente superiore per la cogenerazione
L’impianto di upgrading costa più del doppio
rispetto al cogeneratore
All'incirca uguali
Il costo di allacciamento alla rete gas di un
impianto di upgrading è leggermente più
elevato rispetto all’allacciamento alla rete
elettrica di un impianto di cogenerazione
Il costo di manutenzione del cogeneratore è
più elevato
All'incirca uguali
Nel caso della cogenerazione l’energia
necessaria è autoconsumata, non deve
essere acquistata
Seppur presenti molteplici aspetti vantaggiosi, la produzione di biometano presenta costi sia di
realizzazione che di esercizio leggermente superiori se paragonati a quelli di un impianto che, a
parità di portata di biogas prodotta, utilizza il biogas per la cogenerazione.
La differenza principale è legata alla fase di up-grading, sia in fase di realizzazione che di
esercizio. Il processo di produzione del biometano è caratterizzato da una maggiore complessità
tecnologica ed ingegneristica e le diverse soluzioni utilizzabili, seppur ormai già collaudate, sono
in via di affinamento.
Inoltre il processo di raffinazione del biogas a biometano si avvale di una tecnologia
relativamente nuova rispetto a quella più consolidata della cogenerazione alimentata a biogas.
È realistico dunque aspettarsi che nei prossimi anni il funzionamento prolungato di impianti in
scala reale e lo sviluppo di meccanismi di incentivazione consentano una diminuzione dei costi
complessivi di produzione del biometano.
99
10. Considerazioni conclusive
Gli effluenti zootecnici, in Alta Val di Non, possono essere considerati una risorsa naturale
utilizzabile per la produzione di energia rinnovabile. L’Alta Val di Non presenta un potenziale
massimo di produzione di biogas da effluenti zootecnici superiore 1.650.000 m3 biogas/anno. Il
biogas prodotto può essere utilizzato in cogenerazione per la produzione di energia elettrica e
termica oppure raffinato a biometano ed utilizzato per autotrazione come biocarburante o
immesso nella rete del gas naturale.
Ad oggi, seppur presenti molteplici aspetti vantaggiosi, la produzione di biometano presenta
costi sia di realizzazione che di esercizio leggermente superiori se paragonati a quelli di un
impianto che, a parità di portata di biogas prodotta, utilizza il biogas per la cogenerazione.
Inoltre non risulta essere ben definito il quadro normativo di riferimento. Per cui la maggiore
complessità tecnologica, i maggiori costi e la mancanza di un insieme di norme specifiche non
consentono lo sviluppo in scala reale di impianti di upgrading biogas-biometano. E’ però da
evidenziare che alcuni studi di fattibilità si stanno conducendo a tal pro, tra cui quello condotto
all’interno del progetto europeo BIOMASTER (www.biomaster-project.eu) nel quale il Trentino
ha rappresentato uno dei siti europei investigati, al fine di individuare i vantaggi e gli svantaggi
nell’uso del biometano nel trasporto pubblico.
Dalle analisi condotte nel presente studio, la realizzazione di un impianto di digestione
anaerobica, con successivo utilizzo del biogas in cogenerazione per la produzione di energia
elettrica e termica, risulta una strada percorribile.
Il biogas prodotto in Alta Val di Non consentirebbe di alimentare nel complesso una sezione
cogenerativa da 430 kWel di potenza elettrica. Nel presente studio, con l’obiettivo di ottimizzare
la logistica dei convogliamenti degli effluenti zootecnici all’impianto e di minimizzare l’impatto
dovuto ai trasporti, si è ipotizzato di realizzare due impianti di biogas: uno da 300 kWel a servizio
degli allevamenti presenti nei comuni ubicati nella parte sud dell’Alta Val di Non (comuni di
Cavareno, Romeno, Amblar, Don e Dambel) e uno da 150 kWel a servizio degli allevamenti situati
nella zona a Nord dell’Alta Val di Non (comuni di Fondo, Malosco, Ronzone, Ruffré e Sarnonico).
L’analisi tecnico-economica e finanziaria della gestione degli effluenti zootecnici è stata
condotta considerando il solo impianto di biogas di 300 kWel, che potrebbe essere realizzato sia
ipotizzando che tutti gli allevamenti presenti nella parte sud dell’Alta Val di Non siano
interessati a realizzare un sistema di gestione integrata degli effluenti zootecnici, sia
ipotizzando che solo gli allevamenti più grandi presenti in Alta Val di Non siano interessati alla
realizzazione dell’impianto di biogas. Quella dei 300 kWel rappresenta comunque la taglia più
interessante da studiare in quanto maggiormente favorita dagli attuali strumenti di
incentivazione dell'energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili.
L’investimento per la realizzazione di un impianto di biogas da 300 kWel, senza alcuna sezione di
post-trattamento del digestato, è caratterizzato da un tempo di ritorno dell’investimento breve,
pari a circa 7 anni con un tasso di sconto del 5%, da un VAN positivo di 1.929.000 euro ed un TIR
del 17,5%. La realizzazione dell’impianto comporterebbe, per gli allevatori, un investimento pari
a 46 €/UBA anno per 20 anni, a fronte di un ricavo lordo di 96 €/UBA anno per 20 anni, ossia di
un ricavo netto di 50 €/UBA anno. L’analisi economico –finanziaria effettuata non ha tenuto
conto del contributo provinciale per la realizzazione dell’impinato,che potrebbe invece
comportare un dimezzamento dei costi di investimento ed un conseguente aumento dei ricavi
netti degli allevatori.
Dall’analisi condotta in Alta val di Non, è emerso inoltre che i carichi di azoto prodotti dalle
deiezioni tal quali, paragonabili a quelli prodotti dallo spandimento del digestato, possono
essere gestiti nel territorio, in un’ottica di cooperazione, non richiedendo dunque azioni per la
riduzione dell’azoto. Per completezza di trattazione, nell’ambito del presente studio, sono state
riportate una serie di osservazioni tecniche ed economiche legate all’eventuale trattamento del
digestato per il recupero/rimozione dell’azoto. Per semplicità di trattazione e confronto tra i
differenti scenari di gestione individuati, è stato ipotizzato che tutta la frazione chiarificata del
digestato venisse sottoposta al post-trattamento di rimozione/recupero dell’azoto. In fase di
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progettazione definitiva e nell’ipotesi di impianto consortile si potrebbe pensare di trattare solo
una parte del digestato nell’impianto consortile mentre la rimanente parte potrebbe essere
ritirata dagli allevatori per le usuali pratiche di concimazione, con conseguente riduzione dei
costi di investimento e di esercizio legati alla sezione di post-trattamento.
La variabilità e la non sempre regolare disponibilità di effluenti bovini, messe in evidenza nel
corso del seguente studio, soprattutto a causa della pratica di pascolo autunnale ed estivo,
richiedono una progettazione accurata dell’impianto. A tale scopo, in fase di progettazione
definitiva, saranno indispensabili analisi preliminari particolarmente approfondite sulla modalità
di gestione degli effluenti nella stalla - dalla tecnica di rimozione degli effluenti alla gestione
delle acque di lavaggio della sala mungitura e delle acque meteoriche - fino all’uso di altre
tecniche che potrebbero influire sulla diluizione dei prodotti e delle relative caratteristiche
chimico-fisiche (Schiff et al., 2011). In fase di progettazione definitiva sono necessari inoltre
test di biometanazione ad hoc sui liquami e sui letami che verranno alimentati all’impianto di
digestione anaerobica, e di altre biomasse (scarti dell’agro-industria) che potrebbero
eventualmente essere utilizzate durante il periodo di pascolo autunnale ed estivo, per
incrementare le rese del digestore.
La produzione di biogas da soli effluenti zootecnici in Alta Val di Non permette di ottenere
risultati molto interessanti sia in termini energetici che economici. Non sono poi da
sottovalutare i benefici ambientali derivanti dalla riduzione delle emissioni di gas ad effetto
serra, come pure il contenimento dell’impatto olfattivo giustificato da un ottimale impiego
agronomico del digestato rispetto agli effluenti zootecnici non sottoposto a digestione
anaerobica.
In Alta Val di Non è dunque emersa l’evidenza che la zootecnia è una realtà diffusa sul territorio
in tante piccole/medio realtà aziendali, che difficilmente hanno dimensioni sufficienti per
realizzare un impianto di biogas autonomo che si sostenga economicamente. In tale contesto
territoriale, ormai molto sensibile alle questioni ambientali ed alle energie rinnovabili, una
soluzione interessante è rappresentata da impianti consortili di biogas alimentati con gli
effluenti zootecnici provenienti dai territori adiacenti.
Ad oggi, esistono esperienze positive di molti impianti consortili, come ETRA Biogas Schiavon SpA
(VI) che ha realizzato un impianto di biogas da 999 kWel per la gestione degli effluenti zootecnici
di nove allevamenti (Berton and Berno, 2012). In tale impianto consortile ogni socio partecipa
alla società con una quota procapite variabile tra lo 0,1 e il 20% e tra i soci vi sono anche le
associazioni di categoria rappresentative degli allevatori. L’allevatore si vincola a conferire i
propri liquami e letami prodotti per un numero minimo di anni. Questi devono rispettare delle
determinate caratteristiche (sulla cui base è stato dimensionato l’impianto di biogas). Differenti
possono essere le scelte di gestione del digestato. L’allevatore della ETRA Biogas Schiavon SpA,
ad esempio, per tutta la durata del contratto si impegna a ricevere, in apposite strutture di
stoccaggio, un quantitativo di digestato per utilizzo agronomico, corrispondente ad una certa
percentuale (50%) dell’azoto zootecnico escreto contenuto negli effluenti zootecnici conferiti
all’impianto, mentre la rimanente parte rimane presso l’impianto di biogas e subisce un
trattamento per la rimozione dell’azoto.
Comunque, il modello consortile così come organizzato dà la possibilità ad ogni soggetto della
società di beneficiare di eventuali utili derivanti dalla vendita dell’energia elettrica prodotta, in
base alla propria quota societaria. Tale gestione responsabilizza i singoli allevatori, che sono
direttamente interessati al buon funzionamento dell’impianto e quindi al conferimento della
giusta quantità e qualità del liquame e del letame. Inoltre l’abbattimento del carico di azoto
tramite la sezione di post-trattamento di una certa quota del digestato prodotto consente agli
allevatori di ridurre la superficie necessaria per lo spandimento ed i costi di gestione degli
effluenti zootecnici.
Al fine dell’ottimizzazione della progettazione di impianto consortile bisogna considerare la
qualità degli effluenti, l’organizzazione dei trasporti, la viabilità, gli stoccaggi aggiuntivi e la
possibilità di utilizzo di co-substrati periodici. Dovrebbero inoltre essere adottati una serie di
accorgimenti, quali il collettamento degli effluenti da pozzetti posizionati all’ingresso delle
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aziende, per evitare che i mezzi di collettamento entrino nei centri aziendali, modifiche di
alcune pratiche aziendali, quali lavaggio stalle e sistema di raccolta delle deiezioni, al fine di
migliorare la qualità degli effluenti zootecnici.
Si evidenzia poi la possibilità, al fine di integrare il reddito dell’impianto consortile, di investire
in altre fonti energetiche rinnovabili come il solare fotovoltaico, ritenuto un comparto
affidabile, con tariffe incentivanti molto interessanti e che non richiede particolari impegni
gestionali. Esperienze di impianti di biogas integrati con il fotovoltaico sono sempre più
numerose, con istallazioni su tetto e a terra.
Il presente studio, può essere assunto, infine, come strumento per future analisi finalizzate ad
identificare gruppi di aziende interessate alla realizzazione di un impianto consortile. Si riporta
un elenco, non esaustivo, di possibili attività future da compiere per una corretta progettazione
definitiva:
- identificazione di aziende zootecniche interessate e con un numero di capi maggiore di 30 – 50;
-analisi e valutazione delle aziende, dei loro modelli organizzativi al fine di una corretta stima
delle produzioni di liquame e letame;
- realizzazione di specifici test di biometanazione;
- sulla base dei dati raccolti nel presente studio, realizzazione di un sistema informativo
geografico per analizzare le distanze e le connessioni tra le varie aziende
Un sistema di gestione degli effluenti zootecnici mediante un modello consortile consentirebbe
di dare una risposta ad un problema di interesse comune in Alta Val di Non. Tale modello di
gestione prevede una forte collaborazione ed interazione tra gli allevatori e l’amministrazione
per una progettazione e gestione partecipata.
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Allegato 1 - Consistenza degli allevamenti
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Allegato 2 - Geolocalizzazione degli allevamenti
107
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GESTIONE SOSTENIBILE DEGLI EFFLUENTI ZOOTECNICI

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