Biogas- biometano: dall’agricoltura, modello sostenibile di produzione di energia e carburante?
Intervista al dott. Sergio Piccinini, esperto del settore, che da tempo si dedica al tema presso il CRPA di Reggio Emilia.
In un momento di fermento per l’agricoltura italiana, in cui allevatori e agricoltori scendono in piazza perché venga equamente redistribuito il valore dei loro prodotti lungo le fasi della filiera, si sta consolidando l’interesse per la produzione di biogas da reflui animali e biomasse agricole. Un’opportunità per gli imprenditori agricoli di diversificare le fonti di reddito e azzerare la bolletta energetica delle aziende. Data la significatività del comparto agro-alimentare nell’economia italiana, il potenziale di produzione di biogas e biometano è elevato. Il Centro Ricerche Produzioni Animali - CRPA ha stimato un potenziale produttivo pari a 6,5 Mld di gas metano equivalenti, circa l’ 8% del consumo attuale di gas naturale italiano, derivante dalle biomasse disponibili di scarto e di origine zootecnica da impiegare in codigestione con biomasse vegetali provenienti da sottoprodotti agricoli e da circa 200.000 ha di colture dedicate (1,6% della SAU italiana).
L’Italia conta già su 280 impianti operativi o in fase di costruzione che utilizzano matrici di origine agricola od agroindustriale. 420 gli impianti che impiegano altre matrici organiche, per un totale di 700 produttori di biogas.
Dedichiamo l’editoriale di agosto- settembre ad un approfondimento sul potenziale della produzione di biogas e biometano nel Bel Paese, attraverso l’intervista al dott. Sergio Piccinini, esperto del settore, che da tempo si dedica al tema presso il CRPA di Reggio Emilia.
D. Quali sono a suo avviso le ragioni della mancanza di un quadro legislativo specifico per la produzione di biometano, essendo l’Italia uno dei principali paesi importatori di gas a livello europeo?
R. Innanzitutto credo sia opportuno definire il contesto della filiera agroenergetica basata sul biogas, che si compone di 3 fasi principali:
1. fase agricola/zootecnica per la produzione della materia prima, ossia di sottoprodotti di scarto e biomasse dedicate;
2. fase di conversione biologica delle biomasse in digestori anaerobici con produzione di biogas;
3. fase di conversione energetica del biogas.
La filiera del biogas consente di utilizzare sia biomasse di scarto derivanti da altri processi industriali, quali effluenti zootecnici, sottoprodotti agroindustriali di origine vegetale e animale, che colture dedicate, generalmente insilati di cereali: mais, sorgo, triticale. Le diverse tipologie di biomasse vengono convertite da un unico processo biologico anaerobico che prevede la demolizione della materia organica a composti semplici (acido acetico e idrogeno) e successivamente la trasformazione di questi in una miscela di metano e anidride carbonica (biogas). La conversione energetica del biogas può essere indirizzata sia alla produzione di energia elettrica e termica, in cogeneratori, che solo termica, in caldaie. Altra utilizzazione, allo stato attuale non ancora diffusa nel nostro paese, è la raffinazione in biometano per l'immissione in rete o l'uso per autotrazione.
In tutti i casi parte dell'energia termica recuperata/prodotta deve essere utilizzata per termostatare l'impianto. Generalmente la filiera è di scala aziendale e prevede l'installazione di cogeneratori di potenza elettrica nell’intervallo 50-1000 kWe.
Vantaggi/svantaggi della filiera biogas
La digestione anaerobica è l'unica filiera che permette di sfruttare con elevata efficienza energetica indistintamente biomasse vegetali e/o animali, di scarto e/o dedicate, umide e/o secche.
L'applicazione di tecniche di digestione anaerobica (siano semplici coperture di stoccaggi o reattori anaerobici veri e propri) oltre a ridurre le emissioni di metano da stoccaggi di matrici organiche, realizza una diminuzione delle emissioni di composti volatili non metanici e di composti odorigeni, causa di cattivi odori.
La co-digestione fra effluenti zootecnici e altri prodotti con elevata densità energetica (insilati, sottoprodotti agroindustriali..), consente di realizzare impianti di potenza elettrica elevata. Ciò permette di ottimizzare il rapporto costi/benefici e di fornire risorse economiche sia al settore produttivo agricolo che alle imprese che intendono investire nel miglioramento della tecnologia.
Per contro, il processo è biologico e pertanto la conduzione richiede attenzione e professionalità.
La potenzialità di un impianto deve essere attentamente calibrata in funzione, da un lato, della capacità di approvvigionamento delle biomasse a livello aziendale e/o di bacino territoriale, dall’altro della disponibilità di terreni per l'utilizzazione agronomica dell'azoto presente nel digestato.
L'energia termica recuperabile dal cogeneratore difficilmente viene impiegata a causa della difficoltà di realizzare gli impianti nelle vicinanze di utente termiche significative.
Venendo alla domanda, ritengo che la mancanza in Italia di un quadro legislativo specifico per la produzione di biometano sia dovuta essenzialmente ad un ritardo, per altro in comune con le altre filiere delle energie rinnovabili da biomasse, nella comprensione a livello Ministeriale e Governativo, delle potenzialità di questo vettore energetico rinnovabile (il biometano).
Confidiamo che quanto recentemente definito nel Piano di Azione Nazionale per le energie rinnovabili di cui alla Direttiva 2009/28/CE, cap. 4.2.8, sia la premessa di una rapida correzione di rotta e l’avvio, anche attraverso una specifica tariffa incentivante, della promozione del biometano nel nostro Paese. Sottolineo che nella forma del biometano, il biogas è una filiera in grado di utilizzare in modo efficiente il notevole potenziale di trasporto, stoccaggio ed utilizzo del gas naturale presente in Italia, sia in ambito cogenerativo che nell’autotrazione. L’impiego di biometano permetterebbe di sfruttare il parco di generazione elettrica attuale a gas metano caratterizzato da una elevata efficienza e da un parco veicoli alimentabili a gas metano tra i più grandi al mondo.
D. In che modo gli impianti di biogas possono essere elemento di integrazione e non competizione con le filiere agricole tradizionali, in particolare per le colture foraggiere?
R. Lo sviluppo degli impianti a biogas si concentra in questo momento in Italia principalmente nelle regioni padane, ove maggiore è la presenza di effluenti zootecnici e sottoprodotti dell’agro-industria, e prende avvio in un contesto di crisi reddituale delle principali filiere agro-zootecniche. La crisi del comparto agricolo ha sfaccettature diverse nelle regioni agrarie italiane in ragione alle filiere ed ai territori interessati. Pertanto le criticità derivanti dalla realizzazione di un impianto a biogas possono essere differenti per aree e per filiera coinvolta.
Per quanto concerne la zootecnia da latte assistiamo negli ultimi anni ad una crescita costante dei quantitativi di latte concentrata in un numero minore di stalle, con una marcata localizzazione della produzione in alcune provincie padane. In queste aree pertanto è in forte crescita il fenomeno di acquisto di foraggi extra aziendali; l’effetto diretto è l’insufficienza dei terreni utilizzabili per lo spargimento degli effluenti, (surplus di azoto zootecnico). Ciononostante, nelle aree di abbandono dell’attività zootecnica, si registra un impoverimento generale del valore aggiunto generato dal comparto agricolo, con la produzione di seminativi destinati prevalentemente alla vendita per la trasformazione che avviene in altri territori.
Un impianto a biogas a biomasse vegetali (con utilizzo di foraggi di primo raccolto, mais per esempio) può essere paragonato ad una stalla in termini di fabbisogni di superficie foraggiera, ed è in grado di produrre ogni anno fertilizzante organico, il digestato.
Quindi la realizzazione di un impianto di biogas in area a bassa specializzazione zootecnica, rappresenta una grande opportunità per la crescita dei redditi agricoli locali, depressi da una scarsa propensione alla trasformazione in loco delle produzioni a seminativo, mediante:
a) l’incremento della domanda locale di colture foraggiere di primo e secondo raccolto, oltre a quella dei sottoprodotti,
b) la possibilità di ripristinare la fertilizzazione organica con il digestato in luogo dell’utilizzo dei concimi di sintesi favorendo l’incremento della sostanza organica nei terreni e la riduzione dei fenomeni di erosione.
D. Che cosa insegna l’esperienza tedesca della filiera biogas-biometano? Quali le buone prassi e gli errori da evitare?
R. Il Paese dove negli ultimi 10 anni la digestione anaerobica si è maggiormente sviluppata è la Germania, in particolare nel comparto agro-zootecnico. Merito della politica di incentivazione adottata dal Governo nazionale, che oltre a erogare un contributo sull’investimento riconosce un prezzo per l’energia elettrica da biogas che può raggiungere in seguito all’approvazione dell’ultimo provvedimento normativo datato agosto 2008, fino a circa 26 cent €/kWh per un periodo di 20 anni a partire dal 1° gennaio 2009. Incentivato anche il biometano, in considerazione dell’obiettivo tedesco di sostituzione del 10% del gas naturale entro il 2030. Alla fine del 2009, secondo i dati dell’Associazione Biogas Tedesca, risultavano in esercizio oltre 4000 impianti, per una potenza elettrica installata di circa 1500 MW.
In questi anni si è però assistito in Germania ad un forte incremento, da molti giudicato eccessivo, degli ettari di terreno agricolo coltivati a colture energetiche per la produzione di biogas (oltre 400.000 ha attualmente) e all’aumento della dimensione media in potenza elettrica installata degli impianti di biogas, con molti impianti oltre 1 MWe. Questo andamento ha comportato una rivisitazione delle normativa sugli incentivi che dal 2009 privilegia gli impianti che prevedono in alimentazione anche quote significative di effluenti zootecnici e di piccola e media potenza, inferiore a 1MWe, e un incentivo specifico per il biometano.
L’esperienza tedesca, quindi, ci insegna il ruolo fondamentale del comparto agro-zootecnico nel fornire la biomassa, sia di scarto che dedicata, per la produzione del biogas/biometano e nello stesso tempo la peculiarità per il biogas di essere una vera “filiera corta” e quindi di avere un forte legame con il territorio su cui insiste.
D. Qual’ è il punto di break even di un impianto di biogas-biometano? Che tipo di incentivi presuppone per la fase di avvio?
R. È difficile fornire indicazioni sui costi di investimento di un impianto di biogas. Essi, infatti, risultano molto variabili perché correlati alle specifiche esigenze di installazione (impianti di tipo semplificato, impianti completamente miscelati, coibentati e riscaldati, ecc.) e ai materiali avviati a digestione (solo liquami zootecnici, liquami zootecnici + colture energetiche o scarti agro-industriali, ecc.). A titolo puramente orientativo si può affermare che, per la maggior parte degli impianti l’intervallo di costo di investimento varia tra 3.000 - 7.000 € per kW elettrico installato in cogenerazione.
Nel caso in cui tra i substrati avviati a digestione anaerobica vi sia anche la frazione organica dei rifiuti urbani da raccolta differenziata (forsu), non sono inclusi nei costi di cui sopra quelli per l’eventuale linea di pre-trattamento, per eliminare i materiali indesiderati (inerti, plastiche ecc.), ancora presenti. Come non sono inclusi gli eventuali post trattamenti del digestato per la rimozione dell’azoto.
Con gli attuali incentivi, tariffa omnicomprensiva di 0,28 cent Euro/kWh per impianti di potenza inferiore a 1 MW, il punto di break even, definito nel tempo di ritorno dell’investimento compreso gli ammortamenti e gli interessi, per un impianto di biogas alimentato con biomasse agro-zootecniche e senza la necessità di post trattamenti del digestato per la rimozione dell’azoto, si colloca intorno ai 4-5 anni. Un investimento molto interessante.
Il sistema attuale di incentivazione del biogas in impianti di potenza inferiore ad 1 MWe con tariffa omnicomprensiva sta avendo il merito di far decollare il settore.
Tuttavia questo sistema risulta non sufficientemente selettivo in quanto prevede una tariffa unica per tutti gli impianti indipendentemente dall’efficienza degli stessi e dalla tipologia di biomasse utilizzate.
Sarebbe importante, per sfruttare tutto il potenziale del settore, che le misure di sostegno prevedessero specifici incentivi per:
a) l’utilizzo di sottoprodotti agricoli e agroindustriali e di effluenti zootecnici;
b) l’adozione di pratiche colturali capaci di ridurre le emissioni di CO2 nella fase di coltivazione, e di incrementare il tenore in sostanza organica nei terreni;
c) l’adozione di normative in grado di incentivare il razionale ed esteso utilizzo dei digestati nella produzione delle biomasse in luogo della fertilizzazione con prodotti di sintesi;
d) l’utilizzo del biogas dopo raffinazione a biometano.
D. Quale opportunità rappresenta la filiera biogas- biometano per rilanciare la tipicità e la salvaguardia della biodiversità dell’agricoltura italiana?
R. La realizzazione di un impianto di biogas/biometano in ambito agricolo rappresenta una grande opportunità per la salvaguardia e la crescita dei redditi agricoli e quindi per il consolidamento dell’attività agricola stessa. Ciò comporta, di conseguenza, anche un rilancio della tipicità e della biodiversità della nostra agricoltura.