Bilanci e sostenibilità della produzione energetica dagli impianti di digestione anaerobica

The work is introduced by an overview of the evolution of world energy consumption (grown from 9500 Mtoe to 17000 Mtoe in the last 25 years) and of international agreements adopted to reduce Greenhouse Gas emissions: from 1997 Kyoto Protocol to the Climate and Energy Package (2013-2020). The attention is afterwards moved to renewable energy production as an alternative to fossil fuels: European and Italian situations are analyzed, focusing on the contribution of renewable energy from biomass. Hereafter anaerobic digestion is described as a biological process used to stabilize organic matter from biomass and to produce energy. Focus of the work is the environmental and economical balance of anaerobic digestion for electricity and thermal energy production. Through a Life Cycle Assessment analysis, environmental impact parameters are evaluated, varying the main input data: feedstocks type, digestate storage system and spreading strategy. An economical balance compares anaerobic digestion and combined heat and power plants fed with natural gas by calculating Net Present Value and Internal Rate of Return, in a 20-years timeframe. The balance is calculated with different feedstock types, and highlights how public incentives represents the main revenue items for the farm. The work ends with the candidate position about financial politics adopted in the renewable energy sector, wishing for more stable incentives to reward farms which use waste and by-products for heat and electricity productions.

L'elaborato è introdotto da una panoramica sui consumi energetici mondiali (cresciuti da 9500 Mtep a 17000 Mtep negli ultimi 25 anni) e sugli accordi internazionali per la riduzione dei gas a effetto serra: dal Protocollo di Kyoto del 1997 al Pacchetto Clima ed Energia 2013-2020. L'attenzione si sposta poi sulla produzione di energia rinnovabile come alternativa ai combustibili fossili: sono analizzate le situazioni continentale e nazionale, con particolare attenzione alla produzione di energia rinnovabile da biomassa. Successivamente è descritta la digestione anaerobica, processo biologico usato per stabilizzare la sostanza organica da biomassa e per produrre energia. Il fulcro della relazione sono i bilanci ambientale ed economico della digestione anaerobica per la produzione di energia elettrica e termica. Attraverso un'analisi Life Cycle Assestment, sono valutati i parametri di impatto ambientale, variando input di materie prime, stoccaggio del digestato e sistemi di spandimento. Il bilancio economico confronta la digestione anaerobica e cogenerazione calcolando il Valore Attuale Netto e il Saggio di Rendimento Interno, in un periodo di vita dell'impianto di 20 anni. Il bilancio è svolto con diversi tipi di materie prime, ed evidenzia come gli incentivi statali rappresentino la principale fonte di ricavo per l'azienda. Il lavoro termina con la posizione del candidato riguardo le politiche adottate nel settore delle energie rinnovabili, auspicando incentivi più stabili nel tempo e che valorizzino le aziende che utilizzano reflui zootecnici e residui alimentari per la produzione di calore ed elettricità.