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
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.
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).
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
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
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]
da letame suino
Emissione di odori
Prelievo nello spazio di testa della camera
campionatore a vacuum
da letame suino
Laboratorio di olfattometria
Determinazione della
concentrazione di odore (ouE/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 ouE/m3:
concentrazione di odore appena percettibile per la media del gruppo di
valutatori
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
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…)
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
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)
da letame suino
Emissioni di gas serra
Dalla fase di gestione delle deiezioni in stalla
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Emissioni di odori
Emissioni dalla lettiera ridotte 30-40% rispetto al liquame
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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
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
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
da letame suino
Il potenziale metanigeno effettivo
Laboratorio biogas CRPA - Test BMP statico
A norma UNI EN ISO 11734:2004
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: %
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
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
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
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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Opportunità economica per una suinicoltura innovativa e sostenibile
Tecnopolo di Reggio Emilia (RE), 25 novembre 2015
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