Emissioni di gas e odori e produzione di biogas da letame suino

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Convegno

Opportunità economica per una suinicoltura innovativa e sostenibile

Tecnopolo di Reggio Emilia (RE), 25 novembre 2015

e produzione di biogas da letame suino

Laura Valli, Centro Ricerche Produzioni Animali

CRPA, Reggio Emilia

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da letame suino

Obiettivi

Del progetto:

Favorire l’adozione di modelli d’allevamento suinicolo sostenibile che coniughi benessere degli animali, ridotto impatto emissivo, produzione di energia rinnovabile

Dell’Azione 4: emissioni e biogas

 verificare la emissività di odori e di composti gassosi (NH3, CH4, N2O e CO2) della lettiera della porcilaia dimostrativa a confronto con il liquame di un allevamento convenzionale;

 verificare la producibilità di biogas del letame suino a

confronto con il liquame di un allevamento convenzionale.

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da letame suino

Come sono stati fatti i monitoraggi

 Box sperimentali a lettiera per suini nella fase di magronaggio (da 30-70 kg in 60 giorni)

 Monitorati due cicli di allevamento: estivo e invernale

 6 rimozioni delle lettiera per ciascun ciclo con la seguente cadenza:

• 2 volte (ogni 15 gg circa) nella prima parte del ciclo di allevamento (capi di piccola taglia)

• 4 volte (1 volta/settimana circa) nella seconda parte del ciclo di allevamento (capi di maggiore peso).

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da letame suino

Piano di campionamento

15 gg 30gg 7 14 21 28

LETTIERA

Asportazione lettiera 6 volte Emissioni gas e odori

Test BMP in triplo

LIQUAME

Emissioni gas e odori Test BMP in triplo

Primo mese o periodo Secondo mese o periodo

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da letame suino

Come misurare Emissioni di gas

 Porcilaie a ventilazione naturale: troppo complesso quantificare le emissioni

 Misurazioni localizzate sulle superfici emissive

 Nel box a lettiera: 3 punti di

campionamento in diverse posizioni:

zona poco sporca, mediamente sporca, molto sporca

 Per il liquame: campione

rappresentativo di liquame prelevato da sottofessurato, distribuito in 3

vaschette

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da letame suino

Camera a saturazione

 Area di base 60 x 60 cm

 Misura concentrazione gas con monitor fotoacustico



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 5 10 15 20

tempo [minuti]

concentrazione del gas [mg/m3]

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da letame suino

Emissione di odori

 Prelievo nello spazio di testa della camera

 campionatore a vacuum

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da letame suino

Laboratorio di olfattometria

 Determinazione della

concentrazione di odore (ou^E/m³)

 Norma UNI EN 13725:04

 Misura sensoriale basata sul giudizio di un panel di

valutatori

 Olfattometro TO8 della

Odournet a 4 postazioni di misura

1 ou^E/m³:

concentrazione di odore appena percettibile per la media del gruppo di

valutatori

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da letame suino

Emissioni di ammoniaca

Estate:

area molto sporca: emissioni

> 80% della media

area pulita: emissioni < 90%

della media

Inverno:

area molto sporca: emissioni

> 65% della media

area pulita: emissioni < 40%

della media

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da letame suino

Emissioni di ammoniaca

Ammoniaca:

gas con effetto di

acidificazione e precursore del particolato fine

Emissioni dalla lettiera superiori del 50% circa rispetto al liquame

(in accordo con il Bref…)

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da letame suino

Emissioni di metano

Metano:

gas a effetto serra 25 volte più potente della CO²

Emissioni dal liquame quasi doppie che dalla lettiera

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da letame suino

Emissioni di protossido di azoto

Protossido di azoto:

gas a effetto serra 298

volte più potente della CO²

Emissioni nulle dal liquame (conferma metodologia IPCC)

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da letame suino

Emissioni di gas serra

Dalla fase di gestione delle deiezioni in stalla

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da letame suino

Emissioni di odori

Emissioni dalla lettiera ridotte 30-40% rispetto al liquame

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da letame suino

Perché la digestione anaerobica

• Notevole potenzialità nella mitigazione delle emissioni di GHG dal settore agricolo

(vedi rapporti FAO e IPCC)

• Digestione anaerobica «tecnica win-win»:

riduzione diretta delle emissioni nella fase di gestione delle deiezioni,

riduzione indiretta delle emissioni per la sostituzione di energia fossile

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da letame suino

DIGESTIONE ANAEROBICA

 utilizza quello che altre tecnologie di conversione energetica non possono utilizzare:

MATRICI VEGETALI E/O ANIMALI

 MATERIE PRIME, SOTTOPRODOTTI, RIFIUTI con ST e SV molto diversi (dal 2% al 100%).

 modulare (taglia e tipologia in funzione delle biomasse)

TECNOLOGIA DI CONVERSIONE ENERGETICA

MOLTO VERSATILE

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e produzione di biogas da letame suino

bilancio termico

(nelle condizioni critiche)

Ceneri 4 kg

SVtot 40 kg

H2O 956 kg

Liquame suino 1000 kg

Da 5°C A 38°C

Servono circa 38 kWht Per riscaldare 1000 kg

In DA si producono:

40 kgSV x 0,3 m3CH4 /kgSV x 9,88 kWh/m3 =118 kWh/t Con rendimento termico del CHP 40%, sono disponibili

118 kWh x 40% = 47 kWh/t

80% delle risorse energetiche servono per scaldare il liquame

al carico!

Liquami molto diluiti dovrebbero essere

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da letame suino

Il potenziale metanigeno effettivo

Laboratorio biogas CRPA - Test BMP statico

A norma UNI EN ISO 11734:2004

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da letame suino

Produzione di biogas:

Nm³/ton SV o Nm³/ton biomassa tal quale Produzione di metano:

Nm³/ton SV o Nm³/ton biomassa tal quale Percentuale di metano: %

Degradabilità dei Solidi Volatili: %

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da letame suino

Producibilità metano – TEST BMP statico

Sostanza secca

Solidi

volatili BIOGAS METANO

(%) (%ST) (Nm3/t SV) (%) (Nm³/t SV) (Nm³/t tq)

Liquame suino MEDIA 5,1 76,2 484,7 65,91 320,2 15,0

(18 camp.) Dev. St. 1,7 5,8 74,3 3,96 58,4 7,9

C.V. (%) 33,4 7,6 15,3 6,01 18,2 52,7

Letame suino MEDIA 24,46 85,05 475,3 54,59 259,4 53,6

(24 camp.) Dev. St. 5,13 1,70 54,59 1,93 30,90 11,19

C.V. (%) 21,0 2,0 11,5 3,5 11,9 20,9

Ottime rese del liquame suino «fresco»

TEST BMP condotti su liquami suini e letame suino prelevati durante i due cicli di prova nei box con paglia

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da letame suino

Producibilità metano – TEST BMP statico

ST (%) SV (% ST)

Biogas (Nm³/tSV)

CH4 (Nm³/tSV)

CH4 (Nm³/t tq)

Liq. suino "medio" 3,97 69,08 417,9 285,6 7,88

Liq. suino "fresco" 5,08 76,22 484,7 320,2 14,95

Lettiera suina "fresca" 24,46 85,05 475,3 259,4 53,58

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da letame suino

Sostenibilità della digestione anaerobica

Azienda di 2500 capi da ingrasso con 60 ha coltivati a mais

Caso 1 Caso 2 Caso 3

Tipologia allevamento

Convenzionale a liquame + mais

(25%)

A lettiera solo nella fase accrescimento, il

resto a liquame

A lettiera in tutte le fasi

(accrescimento + ingrasso) Biomasse

all’impianto

Liquame (75%) + silomais (25%)

Liquame (95%) +

lettiera (5%) Lettiera Potenza impianto 220-250 kW 70-80 kW 180-200 kW

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da letame suino

Conclusioni

 Le emissioni di ammoniaca e protossido di azoto sono risultate superiori per l’allevamento su lettiera che per quello su liquame, ma le emissioni complessive di gas serra risultano inferiori

 Le emissioni di odori risultano mitigate nel caso della lettiera

 Nell’allevamento a ingrasso la conversione parziale a lettiera (almeno sino a 50 kg) può rendere sostenibile l’avvio a DA di tutti gli effluenti

 Per una valutazione di sostenibilità ambientale e economica occorre un approccio complessivo che tenga in considerazione i diversi aspetti

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Convegno

Opportunità economica per una suinicoltura innovativa e sostenibile

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