Connessione di aziende cerealicole e zootecniche ad un impianto di produzione di biogas: analisi degli effetti agronomici ed ambientali

The European Commission's Communication of 10 January 2007 "Road map for renewable energy. Renewable Energy in the 21st century: building a more sustainable future ", assigned to Italy a coverage of 17% of total consumption of energy from renewable sources for 2020. Among the new technologies for the production of energy from renewable sources, the production of biogas through anaerobic co-digestion of manure, dedicated crop and food industry residues, represents one of the most important. The aim of this work is to analyze how a cereal cropping system of a farm changes after the installation a power plant for the production of energy from biogas, The potential of the new system in terms of transformation process and manure digestion management have neen also analysed. The farm considered in this study was the Valbona Farm. It is situated in the Po plain, close to Carmagnola and covers an area of 246 ha. In 2009 farmers decided to undertake the conversion into biogas and enegy production. The cropping system that provides the biomass necessary for the biodigestion was analized. It is divided into three areas: the first, 92 ha large is cultivated with corn for silage, the second, 115 ha large is cultivated with maize followed by triticale and the last, 40 ha large, is cultivated with sorghum. This cropping system can reach good production of electric power (26.6 MW day ⁻ ¹) and it allows to receive the digested slurry for three times in the field. Subsequently, to better analyze what type of cropping system is more efficient to supply a biodigestor, it was decided to consider two different alternative scenarios, with the same cultivated area. The first scenario, named Sistema1, considers a cropping system in which all surfaces are invested in a single corn crop. The second scenario, more like the cropping system Valbona farm, is divided into 131 hectares of maize and 115 of a double rotation maize - triticale. The analysis of these scenarios has shown how the crop yields ,which are characterized by higher energy and Biogas production, should be accompanied by double-cycle crops such as maize followed by triticale. This is due to the need for this cropping system, coupled with a biodigestor, to have at least three period spreading the slurry during the year in the field. Drawing a conclusion we can say that the nitrogen fertilization is in balance with the needs of crops; in fact, Distiller and pig slurry offset the inefficient component of organic fertilization, while the contribution of P₂O₅ is rather in excess due to the increased efficiency of the latter.

La comunicazione della Commissione Europea, del 10 gennaio 2007 ¿Tabella di marcia per le energie rinnovabili. Le energie rinnovabili nel 21° secolo: costruire un futuro più sostenibile¿, assegna all'Italia per il 2020, la copertura del 17% dei consumi finali di energia derivata da fonti rinnovabili. Tra le nuove tecnologie per la produzione di energia da fonti rinnovabili, c'è sicuramente la produzione di Biogas tramite la co-digestione anaerobica di reflui zootecnici, colture dedicate e scarti dell'industria agro¿alimentare. L'obiettivo di questo elaborato è di analizzare come cambi il sistema colturale di un'azienda cerealicola che decida di installare un impianto per la produzione di biogas, come il nuovo sistema colturale riesca ad alimentare il processo di trasformazione e come gli effluenti digeriti possano essere gestiti e valorizzati nel loro utilizzo agronomico. L'azienda analizzata per questo lavoro è stata l'Azienda agricola Valbona. Quest'ultima è situata nella pianura di Carmagnola e si estende su di una superficie di 246 ha; dal 2009 ha deciso di intraprendere la conversione in azienda produttrice di Biogas. Per analizzare l'azienda oggetto di studio è stato preso in considerazione il sistema colturale che fornisce le biomasse necessarie al funzionamento del biodigestore; quest'ultimo è suddiviso su tre superfici: una di 92 ha a mais di primo raccolto, una di 115 ha da mais di secondo raccolto seguito da triticale e una di 40 ha a sorgo. Questo tipo di sistema colturale riesce a fornire delle buone produzioni di energia elettrica (26,6 MW day⁻¹) e soprattutto, permette tre momenti di spandimento in campo dell'effluente digerito. Successivamente, per meglio analizzare quale sia il tipo di sistema colturale più efficace per alimentare un biodigestore si è deciso di prendere in considerazione due tipologie di scenari differenti, a parità di superficie coltivata, da quello utilizzato per l'Azienda Valbona. Il primo scenario, chiamato Sistema1, prende in considerazione un sistema colturale in cui tutte le superfici sono investite in mais in coltura unica. Il secondo scenario, più simile al sistema colturale dell'Azienda Valbona, è suddiviso in 131 ha di mais di primo raccolto e 115 di mais di seconda epoca seguito dal triticale. Dall'analisi di questi scenari è emerso come le colture caratterizzate da rese produttive in Biogas ed energia più elevate debbano essere affiancate da colture in doppio ciclo, come il mais seguito dal triticale. Questo è dovuto alla necessità di questo sistema colturale, affiancato a un biodigestore, di avere a disposizione almeno tre finestre di spandimento del digestato in campo durante l'anno. In conclusione è possibile affermare che la fertilizzazione azotata sia in equilibrio con i fabbisogni delle colture aziendali; infatti, la componente inefficiente della fertilizzazione organica è compensata dall'inserimento nel processo di trasformazione di matrici esterne al ciclo aziendale, quali il Distiller e il liquame suino, mentre l'apporto di P₂O₅ è invece in eccesso rispetto agli asporti, a causa della maggiore efficienza di quest'ultimo.