Metodologia adottata e risultati conseguiti
Il progetto è iniziato nell'aprile del 2005 e si è concluso nel giugno 2007.

Un certa difficoltà è stata riscontrata nel reperimento dei dati. A causa di questo e in relazione al fatto che si voleva concludere il progetto con una visita tecnica ad impianti di biogas situati in zone di montagna è stata chiesta ed ottenuta una proroga fino al giugno 2007 per consentire un agevole spostamento dalla Valtellina alla Val Pusteria.

La documentazione è disponibile nell'area "Pubblicazioni" mentre di seguito si evidenziano la metodologia adottata e i principali risultati raggiunti.

L’approccio metodologico seguito prende in esame i principali aspetti che possono influire sulla dislocazione e sul dimensionamento degli impianti.
Indicativamente è stato adottato uno schema simile, a grandi linee, a quello indicato dal Renertec (Centro di Competenza sulle Energie Rinnovabili della provincia di Bolzano ) nel documento “Metodologia per l’individuazione di bacini per lo sfruttamento del biogas a partire da liquami zootecnici tal quali o miscelati a cofermenti. Caso di studio: la realtà altoatesina”- Ecomondo 2006 – anche se il percorso seguito è leggermente diverso a causa della differente situazione del territorio preso in esame rispetto alla realtà sudtirolese.
L’approccio RENERTEC è comunque abbastanza generico e come tale è facilmente paragonabile all’approccio utilizzato nel presente lavoro. Solo a lavori in avanzata fase di esecuzione è stato comunque possibile confrontare i due approcci e verificarne le effettive similitudini.

I criteri adottati sono stati i seguenti:

1. analisi della consistenza degli allevamenti
2. analisi della disponibilità di effluenti zootecnici
3. analisi della disponibilità di altre biomasse cofermentescibili
4. presenza di impianti di biogas in funzione o in fase di realizzazione
5. presenza di reti di riscaldamento e altre fonti energetiche fossili

I punti 1 e 2 sono stati gestiti con la collaborazione dell’APA che ha fornito i dati di base elaborati successivamente dal Comitato Termotecnico Italiano.
Il punto 3 è stato condotto dalla Fondazione Fojanini che ha poi fornito i dati al CTI per l’elaborazione.
I punti 4 e 5, pur essendo relativi ad aspetti significativi ai fini dello scopo ultimo del progetto, sono stati risolti in breve tempo essendo la provincia di Sondrio relativamente nuova a discorsi di questo tipo. Sicuramente proprio in questi mesi è in fase di realizzazione un impianto a biogas nella zona di Tirano e proprio per questo motivo la zonizzazione del territorio provinciale ha tenuto conto di questo fattore, inoltre, in questa zona si segnala la presenza di una esistente rete di teleriscaldamento che deve essere considerata ai fini di una possibile integrazione di impianti a biogas.

Analisi della consistenza degli allevamenti e della disponibilità di materia prima di origine zootecnica

L’analisi è stata compiuta considerando tutte le aziende zootecniche associate all’APA. Sono stati presi in considerazione 728 allevamenti di bovini, essendo gli allevamenti suini, equini, ovini ed avicoli, presenti in provincia di Sondrio, in numero poco rilevante ai fini del presente progetto o con caratteristiche tali . Il totale dei bovini considerati è di 21.769 capi per una media aziendale di29,9 capi. In realtà le aziende censite allevano un numero di capi variabile da un minimo di 5 (minima consistenza presa in considerazione) ad un massimo di 467 capi.
Le aziende censite rappresentano solo il 50% delle aziende con bovini ma ben il 95% della consistenza di capi questo ha permesso di rappresentare in modo significativo la realtà provinciale. Una ulteriore elaborazione è stata quella di suddividere gli allevamenti tra allevamenti che producono solo liquame, allevamenti che producono letame e colaticcio e allevamenti che producono liquame, letame e colaticcio.

Aziende - Consistenza capi – UBA nella provincia di Sondrio (Fonte APA – Elaborazione CTI)

Suddivisione dei capi bovini per consistenza comunale

Partendo dalla considerazione che la provincia di Sondrio è caratterizzata da una morfologia particolare e come tale si sviluppa prevalentemente lungo degli assi preferenziali che sono: il fondo valle della Valtellina che inizia al termine del lago di Como e prosegue fino al comune di Livigno, la Val Chiavenna e la val Malenco, si è pensato di suddividere la stessa provincia in zone omogenee lungo gli assi (basandosi su considerazioni di tipo logistico e pratico) e per ogni zona considerare solamente gli allevamenti presenti ad una altitudine media non particolarmente elevata così da permettere trasporti agevoli di reflui. In altre parole sono stati considerati gli allevamenti disposti nel fondovalle o ad un’altitudine non superiore ai 100-200 m rispetto allo stesso.

Ne sono risultate le seguenti aree omogenee: Alta valle; Zona di Livigno; Morbegno; Sondrio; Tirano; Val Chiavenna e Val Malenco. L’analisi successiva relativa alle potenzialità produttive ha permesso di validare la suddivisione adottata in quanto il potenziale delle singole zone è risultato essere abbastanza uniforme e senza eccessivi salti di potenza installabile. A proposito dell’area di Tirano, si segnala la presenza di una rete di teleriscaldamento che faciliterebbe la cessione di energia termica da parte dell’impianto di fermentazione anaerobica. Un’altra rete di teleriscaldamento è presente nella zona di Sondalo. Anche in questo caso sarebbe possibile una interessante integrazione tra gli impianti. E’ necessario sottolineare però, che, come si vedrà più avanti, le potenze stimate sono ridotte di conseguenza appare come soluzione oltremodo interessante quella di fornire l’energia termica direttamente ad una utenza specifica (p.e. edificio pubblico).

Aree consortili individuate per l'installazione di impianti a biogas in provincia di Sondrio

Infatti, il reale obiettivo della suddivisione in aree territoriali è stato quello di poter raggruppare più aziende in modo tale da raggiungere la sostenibilità tecnica degli impianti proposti o quanto meno da consentire il conseguimento di economie di scala utili alla sostenibilità economica degli impianti.

Quello che si propone infatti non è altro che uno schema di associazione consortile che permette di abbattere costi altrimenti difficilmente sostenibili dal singolo. Un esempio è quello relativo allo spandimento del digestato in uscita. Si tratta di un prodotto con basso contenuto di sostanza secca che richiede, quindi, un carrobotte per la distribuzione in campo. L’elevato costo di una macchina di questo tipo rende sicuramente conveniente la forma associativa.

Il passaggio dalla consistenza in UBA alla produzione di reflui è stato fatto sulla base dei seguenti coefficienti forniti da APA:

Resa Liquame (80 litri/UBA.giorno)                      29,2    t/anno.UBA   
Resa Letame(20 volte il pv ca 600 kg/UBA)          12,0     t/anno.UBA   
Resa Colaticcio (10 volte il pv ca 600 kg/UBA)      6,0       t/anno.UBA   

In realtà il dato sui liquami sembra essere particolarmente elevato ma è giustificabile con la miscelazione delle acque di lavaggio della mungitura. Questo rende il prodotto meno interessante ai fini della fermentazione anaerobica e di questo se ne è tenuto conto nelle fasi successive del lavoro.

In base a questi parametri sono state calcolate le disponibilità di reflui per ogni comune e quindi per ogni area consortile secondo scenari differenti di utilizzo di materia prima.

Come verrà descritto più avanti, infatti, sono stati definiti 4 potenziali scenari di impiego dei reflui:

• Biogas prodotto con solo liquame
• Biogas prodotto con liquame e colaticcio
• Biogas prodotto con liquame, colaticcio e tutto il letame disponibile
• Biogas prodotto con liquame, colaticcio e il 50% del letame disponibile.

Si è passaati poi al dimensionamento di possibili impianti secondo gli scenari ipotizzati.

La potenzialità gasogena dei relui zootecnici è funzione di parametri chimico-fisici, quindi dipendenti dalla caratteristiche della biomassa in ingresso, e di parametri diprocesso di natura tecnica come ad esempio le temperature di fermentazione, dipendenti a loro volta da parametri costruttivi, le modalità di trattamento della biomassa, il tempo di ritenzione della stessa.

Proprio da questo presupposto è necessario partire per sottolineare che i risultati delle elaborazioni effettuate dal CTI e descritte nel presente capitolo sono da considerarsi indicative come ordine di grandezza ma non certamente come dato di dettaglio da utilizzarsi per costruire un business plan particolareggiato di un impianto.

I coefficienti di conversione utilizzati nel presente lavoro sono indicati nella tabella che segue.
Per evitare di sovrastimare le potenzialità si è preferito adottare una linea prudenziale utile anche per bilanciare l’elevata produzione di Liquami indicata dall’APA.
Per questo motivo sono stati presi in considerazione valori relativamente prudenti del Potere Calorifico del biogas e del rendimento complessivo.
Quest’ultimo in particolare tiene conto degli assorbimenti dell’impianto che quindi non possono essere convertiti in EE da cedere in rete. La potenza installabile finale che risulta dall’elaborazione eseguita è quindi quella effettivamente disponibile per il conseguimento dei Certificati Verdi.

Resa gasogena e parametri di processo. Fonte CTI

Nella tabella seguente sono riepilogati i risultati del calcolo della potenza installabile per area e per l’intera provincia secondo i differenti scenari ipotizzati.

Potenzialità impianti di biogas secondo gli scenari ipotizzati.

A questo punto è necessario fornire qualche indicazione in più relativa alla scelta degli scenari.
Si è partiti dalla constatazione che la Provincia di Sondrio è caratterizzata dalla presenza di bovini in soprannumero rispetto alle effettive potenzialità date dalla possibilità di produrre unità foraggere utili all’alimentazione dei bovini. Indicativamente si stima una importazione pari a circa il 60% delle UF necessarie. Questo fenomeno è ovviamente legato al numero di capi/ha che evidentemente non è tale da garantire l’autosufficienza delle aziende per quanto riguarda la produzione di mangimi. Il tutto si traduce nel fatto che il comparto zootecnico della Provincia è un importatore netto di biomassa (Unità Foraggere) da trasformare in carne,latte e reflui che rimangono nel territorio.
Indicativamente quindi la presenza di impianti di fermentazione anaerobica potrebbe esse utile per concentrare i liquami e renderne possibile il trattamento ai fini del contenimento del tenore in azoto, problema sicuramente attuale anche se non particolarmente gravante sulla provincia di Sondrio classificata, ad oggi, Zona non vulnerabile all’inquinamento da nitrati.

Sulla base di queste premesse è stato deciso di valutare differenti scenari di impiego delle biomasse disponibili anche per consentire una valutazione a 360° delle potenzialità locali.
Il primo scenario, poco significativo, è quello dell’impiego dei soli liquami.
La potenzialità è ridotta rispetto agli altri scenari a causa del basso numero di aziende che producono questo tipo di refluo.
Una seconda ipotesi è relativa all’impiego di liquame e colaticcio proveniente da aziende che producono letame. E’ una strada percorribile e sicuramente interessante.
La terza ipotesi prevede l’utilizzo del letame in aggiunta a liquame e colaticcio. E’ una soluzione potenziale difficilmente praticabile a meno di non impoverire seriamente di sostanza organica il suolo valligiano. La possibilità di ricorrere ad ammendanti organici acquistabili sul mercato è stata scartata. Una soluzione alternativa è invece quella prospettata nel 4° scenario dove, accanto a liquame e colaticcio si è ipotizzato l’impiego di una frazione del letame prodotto; tale frazione, pari al 50% del letame totale, consentirebbe di mantenere un certo livello di apporto di sostanza organica nel suolo pur utilizzando l’elevato potenziale gasogeno del letame per fini energetici.

Un’altra fase dell’analisi svolta dal CTI è quella relativa alla valutazione della potenzialità gasogena di altre biomasse residuali disponibili in provincia di Sondrio.
In questo ambito l’analisi svolta dalla Fondazione Fojanini ha permesso di individuare le seguenti fonti di biomassa alternativa:

• Siero di latte
• Verde urbano
• Forsu da Raccolta differenziata
• Vinacce
• Raspi

Come si vede dalla i quantitativi in gioco sono minimi e sufficienti per alimentare un impianto da circa 250 kW.
Sicuramente la presenza di frazione organica del rifiuto solido urbano (FORSU) rende ipotizzabile, per un futuro anche lontano, il ricorso a questa interessante fonte energetica, ma è necessario sottolineare come la digestione di rifiuti veri e propri sia attualmente vietato dalla legge se avviene in un contesto agricolo a meno di particolari autorizzazioni.

Biomasse residuali. Potenzialità gasogena e potenza ricavabile. Fonte Fondazione Fojanini. Elaborazione CTI.

 
Un ultimo aspetto relativo alle potenze disponibili per gli impianti della provincia di Sondrio riguarda la possibilità di recuperare in toto o in parte l’energia termica altrimenti dissipata in atmosfera.
La maggior parte degli impianti attuali, infatti, non prevede il recupero di calore; la possibilità di sfruttare questa importante fonte termica è invece uno degli aspetti più interessanti degli impianti di digestione anaerobica che consente di integrare la già buona redditività.