MAGGIO 2012
Speciale ENERGIE RINNOVABILI
APPLICAZIONI
GERMANIA-ITALIA:
La Germania è spesso presa a modello, perché non farlo anche nell’ambito del biogas? l’alimentazione degli impianti? In queste pagine abbiamo SUBSTRATI
Cambio di direzione
IMPIANTI A BIOGAS
Il boom dell’ultimo decennio I primi impianti a biogas in Germania sono apparsi nel 1992, ma è solo dal 2001, con l’emanazione di una legge specifica sulle rinnovabili, che il biogas si è sviluppato veramente e ha vissuto il boom che lo ha portato ad avere nel 2011 un totale di 7100 impianti installati per una capacità di circa 2780 MW. Diversamente dallo sviluppo avuto in Italia, la maggior parte degli impianti a biogas appartiene ancora all’agricoltura, a singole aziende o ad aziende agricole consorziate. La dimensione media si aggira tra i 300 e i 400 kW. Raramente vi sono impianti da 1 MW. Il 1° gennaio 2012 è entrato in vigore
un nuovo decreto sulle rinnovabili. Con esso sono state introdotte alcune novità che influenzeranno non poco lo sviluppo del biogas a venire. Oltre alle misure riguardanti lo sfruttamento del termico, si prevedono sovvenzioni di 25c/kWh per impianti fino a 75 kW di potenza, a patto che essi utilizzi-
no reflui zootecnici come substrato in una percentuale almeno dell’80%. Con questa misura si mira ad ottenere due risultati: una maggiore diffusione di impianti di piccola taglia ed un maggiore utilizzo dei reflui zootecnici. Nel primo caso si cerca di rendere possibile l’accesso ad un impianto per un maggior numero di aziende agricole. Con la seconda misura si vuole diminuire l’utilizzo di mais e colture dedicate come substrati per gli impianti a biogas e creare un ciclo chiuso della materia organica. Per impianti di dimensioni maggiori ai 75 kW, gli incentivi base si muovono tra gli 11 (impianti di 5 MW) e i 14,3 (impianti fino a 150 kW) ct/ kWh. Il biogas in Germania gioca un ruolo molto importante nell’approvvigionamento energetico. Nel 2010 il consumo di energia primaria in Germania è stato di 14.044 PJ, di cui il 9,4% è stato prodotto da energie rinnovabili. All’interno del gruppo delle rinnovabili il biogas ha contribuito al 12,6% di tutta l’energia elettrica prodotta e al 5,5% dell’energia termica (N.d.R., nel grafico il valore 2012 è una proiezione).
Ciclo chiuso
I resti della fermentazione di un impianto a biogas possono essere ricondotti sui campi come concime naturale e questo porta ad una chiusura del ciclo della materia, che è l’ambizione massima a cui dovrebbe tendere la conduzione di un impianto a biogas. In Germania, se i substrati utilizzati negli impianti sono colture dedicate o reflui zootecnici, non sono richiesti particolari post-trattamenti del digestato e questo può essere utilizzato in agricoltura. Solo quando nel substrato siano presenti resti organici o altri scarti di natura industriale, sono invece richiesti ben precisi trattamenti per poter poi utilizzare il digestato come concime, ad esempio trattamenti termici e analisi microbiologiche del digestato stesso. Tali analisi, tra l’altro, sono state condotte nell’ultimo anno in manie-
ra particolarmente frequente in Germania in seguito ai sospetti che il digestato distribuito sui campi potesse contenere il batterio Escherichia coli del ceppo enteroemorragico e Clostridium botulinum. L’analisi dei digestati di diversi impianti non ha rivelato la presenza di alcuno dei due patogeni. Il trattamento sia mesofilo che termofilo all’interno degli impianti inattiva sia i batteri Escherichia che i clostridi. In generale, i trattamenti termici a cui è sottoposto il substrato in un impianto a biogas migliorano decisamente le condizio-
ni igienico-sanitari del digestato rispetto al concime naturale. A seconda del substrato utilizzato, la composizione del digestato varia e quindi anche il suo valore come concime organico per l’agricoltura. Il processo di fermentazione determina alcune caratteristiche che differenziano il digestato dai concimi naturali e per certi versi ne migliorano la qualità. Rispetto al concime organico naturale il digestato ha: più alta percentuale di azoto minerale; più alto pH, che dunque favorisce la eliminazione di NH3; minor contenuto di sostanze maleodoranti, aspetto che diminuisce notevolmente gli odori durante lo spargimento sui campi. Conoscere le caratteristiche del digestato e i suoi contenuti in materia minerale ed organica aiuta a decidere sulla sua migliore destinazione, ovvero su quali coltivazioni, quando e in quale quantità possa essere distribuito al meglio. Uno studio condotto in Germania ha analizzato diversi digestati in base alla loro origine e ottenuto i dati mostrati in tabella. Tali dati sono un’indicazione di come i digestati possano variare tra di loro e dei rapporti delle sostanze in esso contenute. Il termine di paragone è liquame fresco (da allevamento bovino). f
di Maria Luisa Doldi
Digestato Parametri
Liquame fresco (da allevamento bovino)
Liquame da allevamento bovino + colture dedicate
N totale
4,1
4,6
Azoto ammoniacale
1,8
2,6
Fosforo
1,9
Potassio
4,1
Magnesio Calcio
Liquame da allevamento suino + colture dedicate
Il 1°gennaio 2012 è entrata appunto in vigore una nuova legge sulle rinnovabili. Per il biogas, oltre alle novità nello sfruttamento del termico, vi sono novità interessanti anche per quanto riguarda l’utilizzo dei substrati. Ma andiamo con ordine. L’attuale panorama tedesco del mondo dei substrati per biogas è ben descritto da una statistica del 2010 del ministero per l’agricoltura: il 46% dei substrati utilizzati per la produzione di biogas deriva da colture dedicate e il 45% da escrementi della zootecnia. Questo per quanto riguarda le fonti derivanti dall’agricoltura. Vi sono poi un 7% di rifiuti organici solidi e un 2% di rifiuti industriali. Del 46% da colture dedicate, il 76% è insilato di mais. E qui arriviamo a quello che è oggi il maggiore problema con cui il biogas deve fare i conti in Germania. A causa dei numeri sopra esposti, vi sono regioni in Germania in cui si è affermata una vera e propria monocoltura a mais. Consapevoli della non sostenibilità di tale tendenza, sia dal punto di vista agronomico che ambientale, sia le associazioni di settore - Biogas Verband in primis - sia la legislazione si sono mosse per contrastare questa tendenza, creando il contesto per guardare ad altri materiali come substrato di produzione per il biogas. Ed è proprio questa la novità della legge rinnovabili 2012 – familiarmente chiamata dai Tedeschi EEG2012 (Erneubare Energie Gesetz) – in cui, per quanto riguarda i substrati, si evidenziano tre tendenze fondamentali: affermare maggiormente l’utilizzo di scarti e reflui zootecnici; diminuire l’utilizzo di mais; affermare l’utilizzo di colture energetiche diverse dal mais.
di Maria Luisa Doldi
f
DIGESTATO
Che la Germania sia pioniere in Europa per il settore delle rinnovabili è fuor di dubbio. Da qui l’interesse per le sue decisioni.
Colture dedicate
Rifiuti organici + colture dedicate
4,6
4,7
4,8
3,1
2,7
2,9
2,5
3,5
1,8
1,8
5,3
4,2
5
3,9
1,02
0,91
0,82
0,84
0,7
2,3
2,2
1,6
2,1
2,1
Zolfo
0,41
0,35
0,29
0,33
0,32
Sostanza organica
74,3
53,3
41,4
51,0
42,0
Kg/t materia fresca
6
Quali strumenti utilizza il decreto legislativo per raggiungere questi obiettivi? Con il decreto 2012 tutti gli impianti a biogas ricevono un incentivo di base il cui ammontare dipende dalla potenza dell’impianto stesso. A questo incentivo si somma un ulteriore sostegno che varia dai 4 agli 8 ct/kWh secondo la dimensione degli impianti e che dipende dal substrato immesso nell’impianto. In base a questo si definiscono tre tipologie di impianti e quindi di incentivi: Classe I: colture dedicate Classe II: reflui zootecnici e scarti verdi del paesaggio Classe III: rifiuti solidi organici con le classi II e III che ricevono i maggiori incentivi. Ovviamente è possibile utilizzare miscugli di substrati diversi. In questo caso però è necessaria una dettagliata registrazione di quali e quanti substrati vengono immessi negli impianti, cosa che costituisce uno sforzo burocratico maggiore da parte dei gestori degli impianti. Toccati da questa riforma sono soprattutto quegli impianti che utilizzano essenzialmente mais per le loro produzioni. Infatti, per poter ottenere gli incentivi è necessario che gli impianti di classe I non utilizzino più del 60% di mais. Tutto questo discorso non vale per gli impianti di 75 kWh che vedono gli incentivi maggiori (quasi a livelli italiani di 25c/kWh) ma che per poter avere accesso ad essi, devono utilizzare reflui zootecnici almeno all’80% dei loro substrati. L’Associazione nazionale per il Biogas - Biogas Verband – sulla base di informazioni dall’industria, stima una crescita nel futuro prossimo di impianti di piccole dimensioni e quindi un effettivo maggiore utilizzo di reflui zootecnici come substrato per il biogas tedesco. Condizione fondamentale è però che l’industria riesca a portare sul mercato impianti a prezzi più accessibili rispetto agli attuali. Parallelamente, si favoriscono la ricerca e le applicazioni per poter trovare alternative colturali al mais e portare effettivamente, anche con la produzione di colture energetiche, più diversità sui campi. In Germania, oggi sono in funzione circa 7100 impianti che producono circa 18 miliardi di kWh di energia elettrica, sufficiente per provvedere al fabbisogno di circa il 13% delle abitazioni tedesche. Circa 66 di questi impianti producono biometano d’alta qualità che viene immesso nella rete gas nazionale. f
di Maria Luisa Doldi © RIPRODUZIONE RISERVATA