Speciale Speciale - B2B24

Speciale
Biogas
efficienza al massimo
IN COLLABORAZIONE CON BTS

2 [ SOMMARIO ]
n. 25/2011
Speciale Biogas
coordinamento di Christian Aversa e Roberto Bartolini
3
4
5
6
7
8 Ruminotec,
9
10
11
12
13
14
15
Un grande futuro
per le rinnovabili
DI MICHAEL NIEDERBACHER
Il successo del biogas
nei paesi europei
DI HARM GROBRÜGGE
Le prospettive di sviluppo
del biogas in Germania
DI DAVID WILKEN
Ottime premesse
ma qual è il futuro in Italia?
DI VILLER BOICELLI
Valutazioni tecniche
ed economiche delle colture
DI FABRIZIO ADANI
come ottenere
biogas dalla cellulosa
DI MICHAEL STRECKER
La realtà operativa
degli impianti BTS
DI MARLENE HÖLZL
DinaMETAN, sistema dinamico
per l’analisi della biomassa
DI ALBERTO BARBI
Bioaccelerator, come aumentare
la resa dell’impianto
DI HELMUT MITTERMAIR
Il ruolo della fibra grezza
nella produzione di biogas
DI ANDREA FORMIGONI
Biodry, sistema di essiccazione
che valorizza l’azoto
DI ALESSANDRO CHIUMENTI
Anastrip, un metodo
per trattare il digestasto
DI UTE BAUERMEISTER
Biometano, le esperienze
nel trattamento del biogas
DI ULF RICHTER
Supplemento al n. 25/2011
di Agrisole del 24 giugno 2011
Direttore responsabile:
Elia Zamboni
Registrazione:
Tribunale di Milano n. 460 del 20/07/1996

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
3
UN GRANDE FUTURO
PER LE RINNOVABILI
[ DI MICHAEL NIEDERBACHER* ]
Biogas nasce
come convegno che
L’Info
forma e informa. Ha
da sempre un carattere
super partes, che lascia da
parte le diatribe di mercato.
Cerca piuttosto di fare il
punto sulla situazione
attuale nel mondo del biogas
e più in generale nell’universo
delle rinnovabili,
e spinge tutto il movimento
verso futuri soluzioni e
sbocchi.
L’edizione del 2011 ha offerto
vari spunti su tematiche
inerenti le realtà italiane ed
europee, su soluzioni tecniche
nuove e affermate per
l’incremento di produzione
ed efficienza e ha infine
rivolto lo sguardo verso tecnologie
che possono essere
una valida alternativa al
biogas convenzionale, senza
però esserne un concorrente.
Da quando sono entrato in
questo mondo più di un
decennio fa mi sono posto
*General Manager TS Energy
Group.
come obiettivo la costruzione
di impianti di biogas per
sostituire almeno un
impianto nucleare. Il
nucleare, pur non producendo
anidride carbonica,
per me è un diretto antagonista
delle rinnovabili, e
non solo perché comporta
alti rischi di sicurezza. Con
il potenziale che il mondo
agricolo italiano ci mette a
disposizione saremmo in
grado di sostituire ben due
centrali nucleari, arrivare
cioè a una potenza nominale
di 2 GW.
Chiaramente dobbiamo fare
fronte anche a problematiche
vere o presunte tali.
L’andamento altalenante
dei prezzi e la coltivazione
energetica a discapito della
coltivazione destinata
all’alimentazione sono tra le
tematiche al centro di ripetute
discussioni. Sicuramente
sono argomenti che non
devono essere presi alla leggere
ed è per questo che noi
di B.T.S. stiamo investendo
molto sull’aumento dell’efficienza
che intendiamo
come un insieme di efficienza
agronomica, biologica,
elettrica e termica. Il futuro
degli impianti di biogas sta
sicuramente nell’utilizzo di
reflui zootecnici, scarti agricoli,
di coltivazioni invernali,
di materiale non “rubato”
all’alimentazione. Bisogna
[ Michael Niederbacher.
allontanarsi da monoculture
dedicate esclusivamente
all’energia, sostenere e tutelare
la biodiversità vegetale.
Con l’aumento dell’efficienza
complessiva degli
impianti saremo in grado di
diminuire fondamentalmente
la quantità di input
necessaria per alimentare
gli impianti. Il potenziale di
miglioramento è tale che in
un futuro non molto lontano
riusciremo ad alimentare
un impianto da 1 MWel con
solo 100 ettari.
Con la tariffa onnicomprensiva
l’Italia ha creato un
mercato fiorente con un
lungo futuro ancora tutto
da scrivere. Ma il biogas
non è solo fonte energetica
per la produzione di energia
elettrica. Se trattato e
purificato è un ottimo vettore
energetico con varie
possibilità di valorizzazione,
come l’immissione nella
rete del gas naturale o l’utilizzo
come carburante per
veicoli. Per la sua ottima
infrastruttura e la sua lunga
esperienza con il gas naturale
l’Italia ha le migliori
premesse per sfruttare tutto
lo spettro offerto dal biogas
e per fungere da pioniere e
da modello per altri Paesi
con produzione di biogas.
Sta però a noi migliorare la
tecnologia e spingere i legislatori
nella direzione giusta.
Buona lettura e un arrivederci
all’Info Biogas 8!

4 n. 25/2011
IL SUCCESSO DEL BIOGAS
NEI PAESI EUROPEI
[ DI HARM GROBRÜGGE* ]
Gestisco un impianto di
biogas dal 1983 nel
Nord della Germania e
da tre anni sono vicepresidente,
dell'Eba (European
Biogas Association). L'Eba si
occupa di produzione sostenibile
di energia rinnovabile
in Europa. Quasi tutti i Paesi
membri dell'Unione Europea
fanno parte anche dell'Eba.
Siamo una rete e una piattaforma
di comunicazione per
informazioni sul biogas in
Europa. Il biogas in Germania
ha avuto un forte sviluppo e
bisogna ammettere che questo
sviluppo lo si deve principalmente
ad un pacchetto
legislativo molto favorevole.
La legge tedesca finora è stata
modificata due volte. Nel
2010 sono stati costruiti più di
1.000 nuovi impianti di biogas.
Questo è uno dei motivi
per cui molti prendono spunto
dalla Germania quando si
tratta di biogas.
Austria. In questo stato, a causa
della legislazione in vigore,
il biogas non si è sviluppato
molto o oggi siamo a 223 kWh
pro capite all'anno. Qui c'è
ancora molto da fare, anche
l'Austria è stato il primo paese
a costruire un impianto per il
trattamento e l'immissione in
rete del biogas.
Danimarca. Già nel 1983 erano
in funzione alcuni grandi
impianti di biogas. C'era
soprattutto l'infrastruttura per
poter utilizzare il calore nelle
vicinanze dell'impianto. Purtroppo
lo sviluppo si è un po'
fermato. In Danimarca abbia-
*Vicepresidente EBA.
mo 212 kWh pro capite all'anno.
Svezia. Qui il biogas è stato
incentivato molto dallo Stato,
anche come carburante. Il biogas
è stato realizzato soprattutto
come impianti di immissione
nella rete del gas. Gli
impianti non sono decentralizzati,
come in Germania, cioè
non sono presso gli agricoltori.
L'associazione svedese del biogas
è stata assimilata dall'associazione
svedese delle industrie
del gas fossile. La produzione
attuale è pari a 146,8
kWh pro capite all'anno.
Svizzera. Ha un'ottima legge
per il biogas però ha un tetto
alla produzione e le spese complessive
sono limitate. Ci sono
molti progetti, ma solo pochi
possono essere realizzati, dato
che i finanziamenti a disposizione
sono pochi. Produzione:
95,75 kWh pro capite all'anno.
Repubblica Ceca. Ha una legge
sulle energie rinnovabili
simile a quella tedesca. Vengono
costruiti molti impianti.
Hanno materie prime agricole
in abbondanza.
Ungheria. È un paese con un
alto potenziale, che però non
viene ancora sfruttato dato che
le leggi non lo permettono
ancora. Non c'è ancora una leg-
[ INFOBIOGAS ]
ge per le energie rinnovabili.
C'è un grande impianto che è
già progettato e c'è molta
superficie agricola che sarebbe
a disposizione per il biogas.
Gran Bretagna. Hanno scoperto
molto tardi la raccolta differenziata.
Ciò spiega perché lo
sviluppo è ancora più o meno
fermo. È un bene che il gas che
viene prodotto nelle discariche
venga raccolto e utilizzato.
Però il materiale in primis non
dovrebbe neanche essere raccolto
in questa maniera nelle
discariche. La produzione di
biogas è pari a 380 kWh pro
capite all'anno.
Francia. Ha una tariffa per
l'energia rinnovabile e le premesse
sono molto buone ma la
macchina burocratica è molto
complicata. Ogni dipartimento
ha le sue direttive che devono
essere seguite. La costruzione
di impianti è quindi ancora
molto difficile.
Dunque ci sono paesi che sicuramente
non hanno meno
potenziale della Germania e
quindi ci sono ampie possibilità
di sviluppo. Anche per questo
motivo l'Unione Europea
ha indicato l'obiettivo, in base
alle normative europee per le
energie rinnovabili, di raggiungere
il 20 % di energie rinnova-
[ TAB. 1 - GLI OBIETTIVI PER IL BIOGAS
PRODUZIONE BIOGAS NREAP FATTORE DI
DI BIOGAS NEL 2010 2020 CRESCITA
GWh GWh 2010
Repubblica Ceca 1.510 5’282 3,5
Danimarca 1.165 4’325 4
Germania 16.300 45’330 3
Francia 3.300 12’023 4
Italia 5.360 9’484 2
Austria 1.870 1’840 1
Svezia 1.360 1’272 1
Regno Unito 23.500 8’887 0,38
[ Harm Grobrügge.
bili sul territorio europeo entro
il 2020, e ogni paese deve raggiungere
una soglia minima di
energie rinnovabili per riuscire
a raggiungere l'obiettivo complessivo.
Alcuni paesi europei non
nascondono le loro ambizioni,
la Germania vuole crescere
ancora molto e anche l'Italia ha
ottime prospettive. Austria e
Svezia non hanno obiettivi
ambiziosi. La Gran Bretagna in
realtà mostra alcuni passi
indietro, fatto logico visto che il
gas da discariche diminuisce di
anno in anno. Se rapportiamo
il potenziale alla realtà ci rendiamo
conto che siamo molto
al di sotto delle possibilità. C'è
ancora molto lavoro da fare e il
biogas, almeno potenzialmente,
ha ancora un lungo futuro.
È possibile andare molto oltre
gli obiettivi descritti nei vari
piani nazionali. I piani sono
sviluppati dai vari governi per
raggiungere gli obiettivi richiesti
dell'UE, ma non per superarli,
in modo da evitare che
l'UE in futuro possa chiedere
obiettivi ancora più ambiziosi.
Le varie associazioni nazionali
del biogas devono lavorare: ad
esempio il potenziale del biogas
per il settore del trasporto è
ancora quasi sconosciuto. L'Italia
forse è abbastanza all'avanguardia,
visto che ci sono molti
veicoli che vanno a gas naturale.
Qui c'è molto potenziale per
il biogas. Il calore viene sfruttato
troppo poco. Qui deve succedere
ancora molto perché si
sfrutti bene anche il calore. ■

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
5
LE PROSPETTIVE DI SVILUPPO
DEL BIOGAS IN GERMANIA
[ DI DAVID WILKEN* ]
Attualmente in Germania
ci sono 6.000 impianti di
biogas con una potenza
installata di ca. 2.300 MW elettrici.
Per il 2011 prevediamo la
costruzione di ulteriori 800
impianti di biogas per un
ammontare di ca. 300 MW di
potenza elettrica. 4.300.000 abitazione
vengono fornite con
corrente elettrica proveniente
dal biogas. Il fatturato ammonta
a 4,7 miliardi di Euro. Il biogas
ha creato 19.000 posti di
lavoro, ovviamente abbiamo
incluso anche la coltivazione
dei substrati. La quota di
esportazione arriva al 16 % e la
superficie dedicata al biogas è
di 750.000 ettari. Nel 2011 questi
dati subiranno un'ulteriore
impennata.
Tutto ciò è stato reso possibile
dall'EEG, la legge per l'energia
rinnovabile. Un fattore importante
è la suddivisione in base
alle dimensioni dell'impianto.
La remunerazione per impianti
piccoli è relativamente più
elevata di quella per impianti
grandi. La remunerazione va a
scaglioni: potenza

6 n. 25/2011
OTTIME PREMESSE
MA QUAL È IL FUTURO IN ITALIA?
[ DI VILLER BOICELLI* ]
Il Consorzio Italiano Biogas
e Gassificazione Kiloverde
è la prima aggregazione
volontaria voluta dai
produttori per i produttori
che si è costituita nel 2009. Al
31 dicembre 2010 ha festeggiato
il raggiungimento di
102 soci che rappresentano
aziende produttrici di biogas
e syngas da fonti rinnovabili,
aziende o società industriali
fornitrici di impianti e di tecnologie
e gli enti ed istituzioni
che contribuiscono a vario
titolo al raggiungimento
degli scopi sociali. La mission
del Consorzio è promuovere
e sviluppare la
cogenerazione da biogas e la
gassificazione attraverso il
confronto tra gli operatori di
tutta la filiera, l'ottimizzazione
dei processi produttivi, la
crescita della consapevolezza
che c'è perfetta complementarietà
tra attività agricolo-zootecnica
ed attività
agro energetica. Per questo il
Consorzio organizza gruppi
di lavoro specifici per elaborare
documenti, realizza
eventi, partecipa a convegni
e promuove corsi di formazione,
interagendo con le
*Direttore Consorzio Italiano
Biogas.
[ TAB. 1 - IL BIOGAS IN ITALIA
comunità locali. L'attività
del Consorzio prevede
anche forme di assistenza
agronomica, di assistenza ai
produttori nelle procedure
per l'ottenimento della T.O.
dei certificati bianchi e dei
crediti di carbonio e anche
convenzioni con università,
istituti di ricerca e istituti di
credito. In Italia la potenza
installata con le centrali da
biomassa ha raggiunto 1491
MW, suddivisi in 522 MW da
trasformazione oli vegetali,
502 MW da trasformazione
di biomasse solide e 462 MW
come produzione biogas. Da
una recente indagine (tab. 1)
emerge che nell'anno 2010
sono stati installati 182 nuovi
impianti di biogas, che si
vanno ad aggiungere ai 161
già in funzione e le previsioni
per il 2011 sono di altri 276
nuovi impianti, che porterebbe
il numero totale a 619, con
una dislocazione prevalente
nelle regioni a più alta concentrazione
di allevamenti
zootecnici.
Si fa un gran parlare della
[ INFOBIOGAS ]
[ TAB. 2 - IMPIANTI E SUPERFICI REALMENTE IMPIEGATE
TOTALE TOTALE SUPERFICI
IMPIANTI (MW) (HA)
In attività al 31/12/2009 161 113,5 31.000
In attività al 31/12/2010 343 244,5 64.000
Potenziali al 31/12/2011 619 410 110.000
competizione delle superfici
agricole da destinare al food e
al no food, ma si tratta di un
falso problema dal momento
che, come emerge dalla tab 2,
se tutti gli impianti previsti
sino alla fine del 2011 funzionassero
solo con le biomasse
agricole, la superficie necessaria
per produrle sarebbe di
160.000 ettari. Ma poiché il
33% degli impianti di biogas
è alimentato esclusivamente
con effluenti zootecnici, ecco
la superficie realmente necessaria
per le biomasse si ferma
a 110.000 ettari. Va anche
ricordato che sino al 2007 erano
ben 147.000 gli ettari "congelati"
dal set aside e che la
bietola occupava oltre 200
mila ettari che oggi si sono
ridotti a meno della metà.
Nonostante tutto ciò è
comunque auspicabile un utilizzo
ancora più efficiente
della superficie occupata dalle
colture cosiddette energetiche,
promuovendo i secondi
raccolti ed una rotazione più
ampia tra diverse specie,
tenendo conto delle caratteri-
N. IMPIANTI TOTALE POTENZA TOTALE SUPERFICI
IMPIANTI INSTALLATA (MW) (MW) (HA) (1)
In attività al 31/12/2009 161 161 113,5 113,5 45.200
In attività al 31/12/2010 182 343 131 244,5 97.000
Potenziali al 31/12/2011
(1) Superfici teoriche a raccolto singolo.
276 619 165,5 410 160.000
[ Viller Boicelli.
stiche ambientali, terreno,
irrigazione ecc.
L'Italia produce ogni anno circa
230 milioni di tonnellate di
substrati organici di diversa
qualità e natura che potrebbero
essere utilmente usati nei
processi di digestione anaerobica
per la produzione di energia
elettrica e termica. Il PAN,
Piano di Azione Nazionale
per le energie rinnovabili
approvato di recente, mette il
biometano tra gli obiettivi
prioritari di sviluppo ed indica
un criterio di programmazione
anticipata delle modifiche
degli incentivi che riguarderanno
solo gli impianti che
entreranno in esercizio un
anno dopo l'entrata in vigore
delle modifiche. Per quanto
riguarda il futuro emerge una
sostanziale continuità dell'attuale
sistema incentivante
almeno sino al 31 dicembre
2012, con incentivi differenziati
per taglia di impianto e commisurati
ai costi di installazione.
Si darà priorità agli
impianti a reflui zootecnici e
sottoprodotti gestiti in connessione
con aziende agricole,
con la necessità inderogabile
di progettare i nuovi impianti
di biogas in funzione della
superficie, aziendale e delle
opportunità di mercato. Infine
non va dimenticato che lo sviluppo
della produzione di biogas
ha una forte ricaduta sul
mondo del lavoro dal momento
che sino al 2010 ha coinvolto
circa 3.500 addetti.

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
7
VALUTAZIONI TECNICHE
ED ECONOMICHE DELLE COLTURE
[ DI FABRIZIO ADANI* ]
La regione Lombardia,
nell'ambito del programma
regionale di
ricerca in campo agricolo
2007-2009, ha finanziato una
sperimentazione riguardante
la valutazione tecnico-economica
delle colture energetiche
affidata al dipartimento
di produzione vegetale
dell'università di Milano.
Sono state messe a confronto
colture a ciclo primaverile
estivo come il mais (ibridi di
classe 700 in I,II,III° epoca di
semina e ibridi di classe 500)
e il sorgo (foraggero a 2 sfalci)
e colture a ciclo autunnovernino
come triticale, segale,
frumento e miscugli di
graminacee, in cinque località
della pianura padana.
Dalla figura 1 emerge che,
trasformando la produzione
di sostanza secca delle diverse
soluzioni agronomiche
proposte in produzione di
metano espressa in mc/ha,
l'accoppiata mais+triticale è
quella che permette di raggiungere
le rese maggiori. Se
si va poi a valutare il comportamento
delle diverse
rotazioni allo studio sotto
l'aspetto economico, cioè si
raffrontano i costi di coltivazione
con le rese in metano
franco impianto e con una
tariffa omnicomprensiva di
0,28, notiamo come ancora
una volta sia la soluzione
mais+ triticale sia quella che
consente di raggiungere il
ricavo maggiore. Dunque
nei comprensori tipicamente
maidicoli ed irrigui la coltu-
*Università di Milano
[ FIG. 1 - RESA IN METANO A DIFFERENTI INPUT
AGRONOMICI
Metano (mc/ha)
ra sulla quale l'agricoltore
deve puntare per alimentare
il suo impianto di biogas
non può essere che il mais,
mentre nelle aree meno
vocate e senza irrigazione,
può essere più opportuno
preferire il sorgo, dove le
diverse soluzioni colturali si
confrontano sulla base di
due diversi livelli di input
agronomici cioè di alta e bassa
fertilità ed impiego di
mezzi tecnici.
Molto importante ai fini dell'economicità
del'attività
agro energetica è anche lo
studio della reale efficienza
del processo di produzione
del biometano che si misura
/ kWhEE
10.000
9.000
8.000
7.000
6.000
5.000
4.000
3.000
Sistema colturale
[ Fonte: DI.PRO.VE - Facoltà di Agraria - Università degli Studi di Milano
0,28
0,24
0,20
0,16
0,12
0,08
0,04
0,00
Impianto
Colture
1MW
Alti input Bassi input
Mais 1
Raccolto
Segale
Mais 3
Raccolto
Impianto
Colture
500kW
[ Fonte: Università degli Studi di Milano
Erbasilo
+ Mais 2
Raccolto
[ FIG. 2 - IMPIANTI A CONFRONTO
essenzialmente verificando e
mettendo a confronto i costi
di approvvigionamento della
biomassa, di gestione e
manutenzione e di ammortamento
al fine di calcolare
la marginalità reale. Per far
questo sono stati studiati 5
impianti su scala reale: da 1
MW alimentato con solo colture
energetiche, da 1 MW
con colture e sottoprodotti,
da 1 MW con solo rifiuti
organici, da 500 kW con solo
colture energetiche e da 500
kW con colture e sottoprodotti.
I risultati sono riassunti
in figura 2 dove emerge
chiaramente come di fronte
alla tariffa attuale di 0,28
Costi di approvvigionamento biomasse Costi di gestione/manutenzione
Ammortamento Margine
Impianto
Misto
1MW
Triticale
+ Mais
Impianto
Misto
500kW
Triticale
+ Sorgo
Impianto
Rifiuti
1MW
[ Fabrizio Adani.
centesimi a kWh, tutte le
soluzioni prospettate offrono
una marginalità, anche se
molto differente a seconda
dei casi. Ma nell'eventualità
di un riposizionamento verso
il basso della tariffa omnicomprensiva
dopo 2012, non
tutte le soluzioni offrono le
medesime prospettive di
"tenuta economica".
Altro tema affrontato dal
progetto è la corretta gestione
agronomica dei digestati
in uscita dagli impianti di
biogas che da numerosi studi
fatti permette di risparmiare
fino a 300 euro/ha di
concimi minerali, considerando
anche che il 70% della
frazione azotata è in forma
ammoniacale con una efficienza
agronomica pari a
quella dell'urea o del solfato
ammonico. Importante è
anche il sistema di distribuzione
in campo del digestato,
affidato per lo più ai contoterzisti,
che deve essere
effettuata con sistemi
moderni di iniezione od
interramento immediato e
anche con la fertirrigazione,
per evitare emissioni di odori
e volatilizzazione. Sono
state fatte delle valutazioni
economiche sul valore delle
diverse frazioni di azoto,
ammoniacale ed organico da
refluo, da digestato e da
separato liquido e si è calcolato
un range da 1,71 a 3,25
euro per l'ammonicale e da
1,26 a 2,80 euro per quello
organico con valori pari a
2,80 e 1,71 per il digestato.

8 n. 25/2011
RUMINOTEC, COME OTTENERE
BIOGAS DALLA CELLULOSA
[ DI MICHAEL STRECKER* ]
Il metodo Ruminotec
simula il processo digerente
dei ruminanti. È
un primo approccio che da
la possibilità tecnica di
applicare la biologia ruminante
all’esterno di un animale
vivo. È un metodo che
permette di registrare
quantitativamente la
decomposizione del materiale
attraverso in un sistema
continuo, ciò significa
che viene aggiunto e
decomposto sempre nuovo
materiale.
Il primo reattore che contiene
il foraggio rappresenta il
rumine. Questo foraggio
viene lavato con una soluzione
che corrisponde
sostanzialmente alla saliva
di un ruminante. Mentre il
liquido attraversa il rumine,
si arricchisce con gli acidi
grassi in esso prodotti.
Questo liquido viene quindi
trasferito al secondo
reattore. In questo “metano-reattore”
è stata coltivata
una coltura specializzata
a decomporre gli acidi
grassi.
In questo modo la soluzione
si rigenera, è di nuovo in
grado di assumere gli acidi
grassi e ritorna nel rumine.
In questo modo il cerchio si
chiude. Un ulteriore vantaggio
di questo metodo
fermentativo è che l’umidità
non incide in nessun
modo sul processo.
Nel 2007 è andato in funzione
un impianto Rumino
*Intervento tenuto da Helmut
Mittermair.
Tec su larga scala, costituito
da un sistema di reattori a
due stadi, con un‘unità
rumine (ca. 5 m³) e un‘unità
metano per conversione di
acido grasso (ca. 10 m³). Il
sistema è stato avviato con
400 l di contenuto di rumine
proveniente da un
macello. Volevamo provare
che era possibile coltivare
questo contenuto all’esterno
di un animale. Non
avrebbe senso portare un
sistema del genere e dover
andare al macello una volta
al mese, per cambiare tutto
il contenuto.
Abbiamo fatto prove con
fieno, paglia, mais, barbabietola,
insilato d‘erba,
girasole, senape gialla, carta
straccia, cartone, vinacce,
crusca, bucce di barbabietola,
erbacce, ortiche, foglia-
[ INFOBIOGAS ]
[ APPARATO DIGERENTE DEI BOVINI
me, fallopia japonica.
Abbiamo a disposizione un
enorme potenziale, anche
dal punto di vista economico.
Con insilato della pianta
intera dopo 2 giorni tutto il
75 % del materiale era già
decomposto. Anche dal
punto di vista del valore
pH e del potenziale redox il
materiale è decomposto
dopo 4-5 giorni.
Il materiale proveniente
dalla potatura delle piante
ornamentali rappresenta
una valida alternativa. Ha
un enorme potenziale a
patto che la lunghezza delle
particelle sia di 2-3 cm, il
contenuto di umidità non
rappresenta un problema
per la fermentazione, si
può utilizzare subito o può
essere conservato come
insilato. Il fabbisogno gior-
[ METANO-CORRENTE, CALORE E MATERIA PRIMA CHIMICA
[ Helmut Mittermair.
naliero di substrato per
metro cubo di rumine è di
30-70 kg di sostanza secca
organica fermentabile. Parliamo
di un carico organico
superiore a 50 kg.
Abbiamo provato anche
diversi materiali organici
che sono stati essiccati per
48 ore a 60° C e successivamente
sminuzzati ad una
lunghezza delle particelle
di 2-3 cm. Di solito questi
sistemi sono molto efficienti.
Siamo partiti con fieno,
che ha un valore pH molto
stabile, e poi siamo passati
ai vari campioni di cui
sopra, senza avere grossi
problemi.
Le caratteristiche degli
impianti di biogas convenzionali
prevedono una lunga
ritenzione (30-90 giorni),
una decomposizione lenta
dei substrati e sono necessari
grandi fermentatori.
Si utilizza la pianta intera.
20-25 % del substrato non
viene decomposto e risultano
soprattutto residui
fibrosi. L’approccio alternativo
per la soluzione sarebbe
l’utilizzo della microbiologia
del rumine specializzata
nella decomposizione
della cellulosa al posto della
microbiologia dell’intestino.
In parole povere dobbiamo
spostare queste colture in
avanti, dobbiamo lavorare
nel rumine e non nell’intestino.

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
9
LA REALTÀ OPERATIVA
DEGLI IMPIANTI BTS
[ DI MARLENE HÖLZL* ]
Nell’ambito del contratto
di assistenza
microbiologica agli
impianti installati da BTS
denominato Metanmax, a
partire dal 2008 sino a tutto
il 2010 sono state effettuate
800 visite e nel solo anno
2010 il laboratorio di BTS
*B.T.S. Italia
[ CAMPIONI METANMAX
Quantità
16.000
14.000
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
0
Media al mese
Totale anno
Singole analisi
Inizio 2009:
partenza
METANlab
4.560
10.835
14.451
2.890
24289 38456 971
81
1.298
108
2007 2008 2009
Anno
[ Il laboratorio METANlab, situato presso la sede operativa BTS a Porto Mantovano, è unico nel suo genere e
si dedica esclusivamente al mondo del biogas. Attrezzato con apparecchiature all’avanguardia, è in grado di
eseguire svariate analisi importanti per la gestione degli impianti e per l’aumento della loro efficienza.
[ I 10 MIGLIORI IMPIANTI CON CONTRATTO CONTIMAX
POS. IMPIANTO (KW)
SOMMA KWH
GEN-DIC 2010
% DELLA
PRODUZIONE PIENA
ORE PIENE
1 Impianto 1 526 4.572.309 99,23 8.693
2 Impianto 2 1000 8.634.650 98,57 8.635
3 Impianto 3 1000 8.615.930 98,36 8.616
4 Impianto 4 990 8.492.648 97,93 8.578
5 Impianto 5 995 8.462.210 97,09 8.505
6 Impianto 6 990 8.385.328 96,69 8.470
7 Impianto 7 625-999 7.444.401 95,89 8.400
8 Impianto 8 990 8.204.967 94,61 8.288
9 Impianto 9 1015-1020 8.421.751 94,47 8.276
10 Impianto 10 999 8.192.160 93,61 8.200
Totale: 9.509 Somma:
Media:
Media:
Fonte: BTS
kW installati 79.426 MWh 96,64% 8.466 ore
2010
[ Marlene Hölzl.
ha effettuato ben 14451
analisi di laboratorio sui
singoli campioni estratti
dai fermentatori.
Nel 2010 BTS ha installato
complessivamente 23 nuovi
impianti di biogas, 14 in
Italia ( 13 da 990 kW e 1 da
600 kW), 5 in Germania ( 1
da 190 kW, 1 da 250 kW, 2
da 3560 kW e 1 da 500 kW)
e 4 nella Repubblica Ceca (
3 da 620 kW e i da 740 kW)
per un totale di 17,73 MW
di potenza installata. Tutti
gli impianti realizzati sono
entrati in pieno regime in
media dopo sette settimane,
che significa in altre
parole che dopo questo
tempo chiamato di avviamento,
l’impianto riesce a
superare la soglia del 90%
del suo potenziale totale
per 3 settimane consecutive.
La tabella 1 riporta la
classifica dei 10 migliori
impianti BTS installati
dove si nota che al primo
posto si trova un impianto
della potenza di 526 kW
che da gennaio a dicembre
2010 ha realizzato ben
8963 ore piene. Si può
altresì notare come anche
tutti gli altri impianti
abbiano raggiunto valori
invidiabili tant’è che la
media dei dieci è pari a
8466 ore piene con un totale
di kWh in dodici mesi
pari a oltre 79000 Mwh
che corrisponde all'autoconsumo
di energia elettrica
di una città come
Verona.

10 n. 25/2011
DINAMETAN, SISTEMA DINAMICO
PER L’ANALISI DELLA BIOMASSA
[ DI ALBERTO BARBI* ]
Ogni anno migliaia di
euro vengono buttati
al vento a causa di
una cattiva gestione delle
scorte di insilati, di una
pesatura approssimativa
degli ingredienti della razione
e della scarsa conoscenza
dei valori della sostanza secca.
La variabilità del contenuto
di sostanza secca in un
insilato può variare nel tempo,
da maggio a dicembre
per fare un esempio, dal 45
al 30% ma anche nello stesso
giorno (vedi figura 1) in una
trincea riempita con il medesimo
silomais, la percentuale
di sostanza secca varia
raccogliendo il prodotto a
sinistra, a destra ed al centro
e in maniera molto significativa.
I nutrizionisti sono ben
consapevoli di tutti questi
fenomeni e quindi per sopperire
alla variabilità di
composizione dei foraggi
che entrano nella razione,
prevedono sempre quantità
extra di prodotto al fine di
evitare cali di produzione di
latte o, nel caso del biogas,
lo spegnimento del reattore.
La variabilità di composizio-
*Dinamica generale
ne di un foraggio è un dato
di fatto che non può essere
in alcun modo eliminato ma
può essere ben gestito se si
usa un corretto protocollo di
campionamento, se si fanno
campionamenti frequenti e
se si può disporre di sistemi
di analisi veloci ed accurati.
L’affidabilità del dato analitico
e quindi la minimizzazione
del margine di errore
sul campione inviato al
laboratorio è direttamente
proporzionale al tempo che
intercorre tra un prelevamento
e l’altro e al tempo di
risposta del laboratorio. Se il
campione viene prelevato
ogni due settimane e il laboratorio
impiega sette giorni
per fornire i risultati, la differenza
tra il dato analitico e
la realtà nella trincea è pari
al 2,4%. Scende all’1,2% e
[ TAB. 1 - SCOSTAMENTO TRA TEORIA E REALTÀ
COMPONENTE
SS
PESO
MKG
[ INFOBIOGAS ]
[ FIG. 1 - VARIAZIONE DEL FORAGGIO NEL TEMPO
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
28 mag 17 lug 5 set 25 ott 14 dic 2 feb
[ Modified from undersander et al, 2005
DM°
all’0,7% rispettivamente se
la frequenza di campionamento
passa a 7 e a 3 giorni
e il tempo di lavoro del laboratorio
scende a 3 e a 1 giorno.
Dunque si può affermare
che spedire i campioni di
foraggio ad un laboratorio
per un’analisi chimica è
un’opportunità per una
valutazione retrospettiva,
ma è un grosso limite se si
vuole una gestione ottimale
ed in tempo reale.
DinaMetan è un nuovo strumento
di analisi che offre
l’opportunità di avere diete
per l’impianto di biogas il
più possibile vicine alla formulazione
base. DinaMetan
è composto da un indicatore
di peso ad alto contenuto
tecnologico, un comodo
telecomando, un software
per la gestione della dieta ed
TEORICO ATTUALE VARIAZIONE
PESO
SS
COSTO
(€)/d
SS
PESO
MKG
PESO
MKG
COSTO
(€)/D
Silomais 32% 30 9,6 1.350 35% 27,4 2,6 117
Triticale insilati 30% 10 3 350 33% 9,1 0,9 31,5
Sorgo insilato 28% 10 2,8 300 31% 9 1 30
Pastone 2 2 260 2 0 260
Totale 2.260 438,5
[ Alberto Barbi.
un analizzatore NIR. L’analisi
in tempo reale del foraggio
che va ad alimentare il
digestore, permette all’agricoltore
di razionalizzare la
gestione dell’impianto con
un notevole risparmio sui
costi della ricetta di alimentazione
e anche un risparmio
sull’accensione della
torcia, che si verifica ogni
volta che c’è sovrapproduzione
di gas. I benefici si
possono quantificare con
l’esempio riportato nella
tabella 1 dove è indicata la
ricetta teorica giornaliera
dove il valore della sostanza
secca è stata posta al 32%.
Ma se dall’analisi con Dinametan
il valore della sostanza
secca risultasse il 35%,
non avremmo più bisogno
di 30 Mkg di silomais ma
soltanto di 27 e questo si tradurrebbe
in un risparmio
giornaliero di silomais pari a
117 euro. Applicando lo
stesso concetto anche a tutti
gli altri ingredienti la maggiore
vicinanza del dato
analitico con la realtà ci permette
un risparmio annuo
di oltre 160 mila euro. Per
quanto riguarda invece l’accensione
della torcia, ponendo
una media di 58 volte in
100 giorni equivalenti a 218
volte l’anno significa dissipare
210 mila kWh che a
0,28 euro/kWh fanno altri
58800 euro l’anno che sommati
ai precedenti 160 mila
euro portano ad un risparmio
totale annuo di oltre 218
mila euro.

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
11
BIOACCELERATOR, COME AUMENTARE
LA RESA DELL’IMPIANTO
[ DI HELMUT MITTERMAIR* ]
di un
impianto di biogas
L’alimentazione
avviene con fonti di
materia prima molto diversificate,
dai reflui zootecnici ai
prodotti agricoli secondari,
dai residui urbani alle piante
energetiche. Si tratta di substrati
molto eterogenei tra di
loro, costituiti da sostanze
diverse, ma sta di fatto che il
costo della materia prima è
pari al 50% del costo totale di
produzione del biogas. E’
evidente che l’obiettivo dell’agricoltore
è fornire al digestore
del materiale con una
composizione ottimale e tale
da far rendere al massimo il
sistema e questo obiettivo si
persegue prima di tutto in
campo con una corretta scelta
della coltura e l’applicazione
delle tecniche colturali,
poi con una perfetta conservazione
del prodotto nei sili
quindi con sistemi di trattamento
per far si che l’attività
dei microrganismi all’interno
del digestore sia facilitata e
possano quindi agire con la
loro massima potenzialità
fermentativa. La bioestrusione,
attraverso l’applicazione
del Bioaccelerator, è una delle
chiavi vincenti per migliorare
l’efficienza dell’impianto
per la produzione del biogas
e anche per sfruttare
materiali che prima non
potevano essere utilizzati per
la loro composizione, come
stocchi di mais, sfalci d’erba,
paglia ecc. La triturazione e
lo sfibramento attraverso un
trattamento termo-meccani-
*B.T.S. Italia
[ FIG. 1 - COME VARIANO I COMPONENTI
14.000
12.000
10.000
8.000
6.000
4.000
2.000
0
Silomais
2
Silomais
3
co all’interno di un ampio
contenitore dotato di coclee
controrotanti, permette
aumenti di resa in biogas del
35% e del carico organico
sino al 50% oltre a significativi
incrementi di produttività.
Assumono grande importanza
ai fini delle rese le
caratteristiche del foraggio in
termini di emicellulosa, cel-
Silomais
4
Razione Insilato
mais/loietto loietto
50-50
Insilato
triticale
Carboidrati kg in SS Fibra kg in SS Lip. kg in SS Prot. kg in SS Ceneri kg in SS
[ COME MASSIMIZZARE LA CRESCITA MICROBICA
Foraggi con alto contenuto di sostanza secca
Bilanciamento delle frazioni di carboidrati e proteine nella
razione ( sincronizzazione dei fermentatori)
Carboidrati facilmente digeribili che forniscono l’energia
necessaria per una crescita ottimale dei batteri
La proteina disponibile influisce sul fermentatore
Tempo di adattamento 3-4 settimane dopo il cambio di razione
Ph stabile nel liquido del fermentatore
lulosa,lignina e in particolare
proteine, zuccheri e lipidi. La
riduzione della grandezza
delle particelle di foraggio
aumenta la superficie utile
per l’attacco dei batteri ed è
un’ottima premessa per una
buona fermentazione ed
un’assorbimento di acidi
grassi volatili. La lisi cellulare
e l’omogenizzazione delle
[ Helmut Mittermair.
biomasse hanno influenza
sulla velocità di idrolisi e sul
contenuto di sali ed acidi.
Sminuzzare ed omogeneizzare
significa aumentare le
aree di transizione del materiale
ed incrementare la velocità
di trasformazione e di
decomposizione delle singole
reazioni biologiche. Si
ottiene una mobilizzazione
di enzimi e di microelementi
grazie all’aumento della
velocità di transizione e di
trasporto del materiale. Infine
si può parlare di miglioramento
della qualità del digestato,
di riduzione delle
viscosità, dell’energia necessaria
per la miscelazione,
della quantità di miscelazione,
e la prevenzione nella formazione
di strati galleggianti
e di sedimentazioni oltre alla
diminuzione di possibili
fenomeni di intasamento di
tubazioni e pompe. Poiché la
quantità e la composizione
della popolazione microbica
nel fermentatore decidono la
prestazione metabolica dell’impianto,
occorre minimizzare
le azioni che bloccano la
crescita microbica e cioè: 1) il
cambio improvviso della
razione; 2) la sincronizzazione
sbagliata dei fermentatori;
3)un’alimentazione con
quantità elevata di grassi
non saturi che bloccano la
decomposizione delle fibre);
4) l’alimentazione con quantità
eccessive di carboidrati
non strutturati e quindi scarsa
proteina a disposizione
dei fermentatori.

12 n. 25/2011
IL RUOLO DELLA FIBRA GREZZA
NELLA PRODUZIONE DI BIOGAS
che si sta
facendo in Italia nella
L’esperienza
conduzione dei fermentatori
per la produzione
di biogas, soprattutto negli
impianti di più recente realizzazione,
fa avanzare la
convinzione che buona parte
delle conoscenze proprie
del nutrizionista che si occupa
di bovine da latte possa
essere trasferita con successo
anche a chi si occupa della
produzione di biogas.
L’obiettivo della ricerca che
stiamo conducendo insieme
a BTS è di poter prevedere la
risposta energetica fornita
dai diversi foraggi immessi
nei digestori, sulla base della
loro composizione, in
maniera dinamica e cioè nel
corso del processo. Il rumine
della bovina può essere considerato
un grande digestore
dove decine di tonnellate
di batteri di diverse specie
operano incessantemente.
Una componente fondamentale
dei vegetali utilizzati
nell’alimentazione zootecnica
ma anche nei digestori
per la produzione di
biogas, è la fibra. La fibra
non può essere digerita
direttamente dagli animali
ma viene attaccata da
microrganismi che vivono in
speciali camere fermentative
naturali, il rumine e l’intestino,
e da questa viene ricavata
energia che svolge ruoli
dietetici insostituibili. Il processo
di digestione della
fibra da parte dei batteri è
lungo e laborioso ed inizia
dall’interno della cellula,
dove i batteri secernono
enzimi che liberano il glucosio
da pectina, emicellulosa
e cellulosa. La digestione
viene ostacolata ed inibita
dalla presenza di lignina,
che è un componente non
digeribile. Poiché nel rumine
e nell’intestino la fibra
viene trattenuta per un tempo
relativamente breve, una
parte della fibra non viene
digerita. La lignina è componente
essenziale delle
piante ed aumenta la sua
presenza nei tessuti man
mano che avanza la maturità
della coltura, con un
allungamento dei tempi di
digestione. La lignina non
viene digerita dai batteri ma
si lega a cellulosa ed emicel-
[ INFOBIOGAS ]
[ DI ANDREA FORMIGONI* ] [ TAB. 1 - RAPPORTI FRA LIGNINA E NDF INDIGE-
RIBILE (INDF) IN ALCUNI ELEMENTI
*Università di Bologna
N°
MEDIA
INDF/LIGNINA
MIN. MAX.
Buccetta soia 4 0,97 0,56 1,46
Polpe bietola 4 0,71 0,64 0,84
Cruscami 4 2,88 2,82 2,93
Farinaccio grano 4 2.24 1,7 2,61
Medica 20 2,5 1,93 2,92
Fieno misto 3 2,75 2,57 2,99
Loietto 1 3,17 .. ..
Silomais 10 3,64 2,8 4,83
Triticale
(Dimorfipa, 2010)
10 3,63 2,31 4,15
[ TAB. 2 - LIGNINA & FIBRA INDIGERIBILE
NDF
%
LIGNINA
%
INDF/
LIGNINA
INDF
%
DNDF
%
DNDF/NDF
%
45 2,5 3 7,5 37,5 83,3
45 3,5 3 10,5 34,5 76,7
45 4,5 3 13,5 31,5 70,0
45 3,5 2,8 9,8 35,2 78,2
45 3,5 3,8 13,3 31,7 70,4
45 3,5 4,8 16,8 28,2 62,7
lulosa e così facendo rende
una parte della cellulosa
indigeribile. Nella tabella 1
vengono riportati i dati relativi
alla masticazione e alla
velocità di degradazione
della fibra nei digestori in
confronto con quello che
avviene nei ruminanti. In
definitiva la presenza di
lignina rallenta l’utilizzo di
sostanza organica, non è
digeribile quindi non contribuisce
a produrre metano,
rende indigeribile una parte
più o meno rilevante di fibra
che non contribuirà a formare
metano. Se ad esempio
abbiamo un silomais con il
45% di NDF, il 3,5% di lignina
e un rapporto
iNDF/lignina pari a 4 che
costituisce un fattore di indi-
[ Andrea Formigoni.
geribilità, il 31% della fibra
di quel silomais non può
essere digerita nel fermentatore
e quindi ne abbasserà la
resa in biometano. Nella
tabella 2 si riporta l’esempio
di foraggi che a parità di
NDF presentano valori di
lignina crescenti. Si nota che
la quota di fibra utile e quindi
capace di essere digerita,
varia dall’83,3% al 62,7%
man mano che aumenta il
contenuto di lignina. Per la
corretta stima del potenziale
fermentativo delle fonti
fibrose è necessario tener
conto della lignina e della
quota di fibra ad essa legata
e quindi indigeribile. I batteri
per fermentare al meglio
la fibra debbono essere riforniti
di tutti i nutrienti necessari
e il trattamento fisico
degli alimenti rende più
veloce e completa la degradazione
della fibra, quindi il
galleggiamento nel digestore
con mancato o incompleto
contatto batteri-fibra, rallenta
il processo di fermentazione.
La nostra ricerca
mira a predisporre un
modello per la stima dinamica
della produzione di
energia e della sua economicità
e la valutazione della
sostanza organica fermentescibile
tiene conto dei
seguenti parametri: 1)livelli
di lignina, 2)dell’NDF e delle
proteine non degradabili,
3) crescita batterica, 4) composizione
del digestato.

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
13
BIODRY, SISTEMA DI ESSICCAZIONE
CHE VALORIZZA L’AZOTO
[ DI ALESSANDRO CHIUMENTI* ]
Nell’ambito del progetto
RiduCa Reflui finanziato
dalla regione
Veneto e coordinato da
Veneto Agricoltura, si sta
conducendo un monitoraggio
delle tipologie di trattamento
degli effluenti di allevamento
ritenute più significative
nell’ottica del rispetto
della Direttiva Nitrati. Le
soluzioni offerte sono molteplici
e possono essere ricondotte
essenzialmente in tecnologie
distruttive, cioè che
comportano l’allontanamento
dell’azoto dal digestato e
in trattamenti conservativi
che non eliminano l’azoto
ma lo rendono utilizzabile.
L’essiccazione del digestato
in uscita dall’impianto di
biogas può essere considerato
un processo conservativo
dal momento che i nutrienti
vengono conservati negli
output del sistema rappresentati
da una matrice organica
essiccata e da una soluzione
di solfato ammonico.
E’ stato proposto un monitoraggio
del primo impianto
di essiccazione realizzato da
BTS in Italia su scala reale,
nell’azienda Andretta che ha
670 bovini all’ingrasso su
una superficie agricola di 86
ettari. L’impianto di biogas
in funzione viene alimentato
con biomasse e liquami e ha
una potenza di 1.069 kWe.
L’essiccazione del digestato
viene effettuata utilizzando
un sistema a doppio nastro
attraversato da un flusso
d’aria riscaldata con l’ener-
*Università di Udine
[ FIG. 1 - L’ESSICCATOIO ANDRETTA
gia termica recuperata dal
raffreddamento del motore e
dei gas di scarico provenienti
dall’unità di cogenerazione.
L’aria in uscita dal letto
di essiccazione viene sottoposta
a lavaggio con acqua
acidificata con acido solforico
con conseguente produzione
di solfato di ammonio.
L’impianto di essiccazione
monitorato è in grado di
trattare una massa pari a circa
il 47% del digestato prodotto,
cioè circa 12,6 t/giorno
determinando una rimozione
dal flusso principale
del digestato del 47% di azoto
trasferito tal quale princi-
palmente al solido essiccato (
1,2 t/giorno) e al solfato
d’ammonio (0,3 t/giorno). Il
prodotto essiccato è caratterizzato
da un contenuto di
sostanza secca dell’ordine
dell’85-90% con un contenuto
di azoto totale di circa
30g/kg. Il solfato di ammonio
è prodotto in una soluzione
al 35% con un pH pari
a 3-4 ed una concentrazione
di ammonio che può raggiungere
anche 1003. Le
caratteristiche e la quantità
di tale prodotto sono strettamente
legate al tipo di prodotto
trattato, alla qualità
dell’aria esausta e infine alla
[ FIG. 2 - SCHEMA DEL SISTEMA DI ESSICCAMENTO
[ Alessandro Chiumenti.
gestione del sistema di
scrubbing acido. I risultati
del monitoraggio indicano
un efficace abbattimento delle
emissioni di ammoniaca
fino al 90% con scrubber a
potenzialità massima ottenendo
concentrazioni di
ammoniaca nell’aria in uscita
accettabili di 11 mg/m 3
contro valori massimi rilevati
dell’ordine di 50 mg/m 3
con minore utilizzo di acido
solforico. Le soluzioni di
tipo conservativo non determinano
dunque una riduzione
dell’azoto ma una sua
valorizzazione agronomica
attraverso il digestato prodotto
mantenendono il potere
fertilizzante anche se con i
nutrienti suddivisi in prodotti
diversi. Gli output di
questi processi quali ad
esempio il digestato essiccato
e il solfato d’ammonio
ottenuti dall’essiccazione
ovvero il concentrato palabile
dell’evaporazione sotto
vuoto, o ancora le frazioni
solide ottenute da processi
di separazione S/L ed il concentrato
derivante dal trattamento
con membrane, sono
tutti processi da un significativo
contenuto di azoto. Il
potenziale agronomico di
questi prodotti è superiore a
quello del digestato e la
riduzione dei volumi da
gestire rappresenta un vantaggio
notevole. E’ bene
tenere presente che ai fini di
una riduzione effettiva del
carico di azoto una parte di
questi prodotti deve essere
trasferita fuori azienda.

14 n. 25/2011
ANASTRIP, UN METODO
PER TRATTARE IL DIGESTASTO
[ DI UTE BAUERMEISTER* ]
Come il liquame anche il
digestato è un fertilizzante
e contiene perciò
nutrienti molto importanti
che devono essere restituiti
all’agricoltura. Per lo spandimento
del digestato come
fertilizzante bisogna osservare
alcuni aspetti particolari:
Come prima cosa abbiamo
restrizioni legislative.
Vale il divieto di spandimento,
durante l’inverno, quando
non c’è un periodo vegetativo,
quando c’è un eccesso
di spandimento, cioè quando
il terreno è sovraccarico, e
in zone sensibili, p. e. nelle
vicinanze di acque. Per questi
e altri motivi bisogna avere
a disposizioni abbastanza
capacità di stoccaggio. Inoltre
anche la quantità di azoto
fertilizzante è limitata dalle
normative. Sotto questo
punto di vista per un
impianto di biogas da 500
kWel risulta necessaria una
superficie di ca. 300 ha, se si
ha un limite di 170 kg di azoto
per ettaro.
Dopo la seconda coltura in
autunno, quando non si coltiva
più, questo valore si
riduce a 80 kg per ettaro e si
ha la necessità di una superficie
doppia. Il tutto porta a
un alto dispendio aziendale.
Abbiamo si nutrienti preziosi
nel digestato, ma sono presenti
in forma molto diluita.
Azoto, fosforo e potassio
sono presenti da 0,1 a 0,6 %,
il resto è acqua, ma anche
humus prezioso. Il tutto
comporta elevati costi di
*G.N.S. - Germania
smaltimento, elevati costi di
stoccaggio e la trasportabilità
è molto limitata.
Il metodo di strippaggio
ANAStrip ® parte dalla considerazione
che conosciamo
bene le caratteristiche chimiche
del digestato e perciò le
sfruttiamo al meglio. Lavoriamo
con il digestato e non
contro il digestato. Sfruttando
le caratteristiche chimiche
dei digestati si estrae
l‘ammoniaca, con ”condizioni
benevoli“ (ca. 80 °C, 0,5
bar), con calore in eccesso
dei cogeneratori, non utilizziamo
ne vapore di strippaggio,
ne altro mezzo esterno
di strippaggio o di liscive o
acidi. Alla fine produciamo,
utilizzando gesso REA o altri
[ INFOBIOGAS ]
[ FIG. 1 - ESEMPIO DI BILANCIO DI EMISSIONI
Impianto di biogas 500 kW (liquame, materia prima rinnovabile)
tipi di gesso al posto di acido
solforico, una soluzione di
fertilizzante concentrato di
solfato d‘ammonio (max. 8
% N e 9 % S) e un fertilizzante
solido di calcio di carbonato
(> 70 % SS). I prodotti
sono fertilizzanti trasportabili.
Rimane anche un fertilizzante
liquido, con azoto
ridotto e con valore fertilizzante.
Nella figura 1 ci riferiamo
all’esempio di un
impianto industriale di riferimento
per il metodo ANA-
Strip ® . Si tratta di un impianto
di biogas da 500 MW vicino
a Brema Qual è l’aspetto
del digestato dopo il trattamento?
Non cambia molto, a
parte l’ammonio, che diminuisce
dell’80%. L’azoto
[ FIG. 2 - SISTEMA GNS DI GASSIFICAZIONE
DI BIOMASSA PER UNA MODULA DA 500 Kwel
[ Ute Bauermeister.
totale viene abbassato a 130
mg/l, il CSB a 3.000 mg/l.
Grazie al metodo si evitano
le inibizioni fermentative. Lo
abbiamo provato in un fermentatore
da laboratorio. Si
comincia con un alto contenuto
di ammonio, che viene
abbassato a 2 g/l tramite il
ricircolo giornaliero di digestato
strippato. La pollina è
stata aumentata nella stessa
misura fino a raggiungere il
100 %. Abbiamo raggiunto
un aumento della resa del
biogas di ca. 34 %. Attualmente
abbiamo in progettazione
alcuni impianti,
soprattutto con alto contenuto
di pollina. Il metodo
ANAStrip ® può essere utilizzato
anche come componente
centrale di un trattamento
completo. Il metodo ANA-
Strip ® si adatta anche al concetto
di bioraffineria, un collegamento
di vari metodi
per lo sfruttamento totale di
tutti i materiali e di tutto il
calore prodotto. Volendo il
digestato solido può essere
sfruttato anche energeticamente,
p.e. tramite gassificazione.
GNS ha sviluppato un
metodo ottimale per la gassificazione
(processo catalitico-parzialmente
allo termico),
con l’aggiunta di un
catalizzatore si riesce a raggiungere
un’alta efficienza
del gas freddo, un alto potere
calorifico, un’alta purezza
dal gas e un abbassamento
dei costi specifici di investimento.

n. 25/2011 [ INFOBIOGAS ]
15
BIOMETANO, LE ESPERIENZE
NEL TRATTAMENTO DEL BIOGAS
[ DI ULF RICHTER* ]
In Germania ci sono all’incirca
6.000 impianti di biogas.
Finora erano focalizzati
sulla produzione di corrente
e calore tramite cogeneratori.
Il problema è che su
molti impianti manca l’utilizzo
del calore. In Germania
la situazione è simile all’Italia:
abbiamo una rete del gas
ben distribuito su tutto il territorio
nazionale. Ciò permette
l’immissione facile del
gas nella rete. Il gas può
essere trasportato dove ce
n’è bisogno. In Germania
attualmente soffriamo un
po’ a causa del biometano,
per motivi di normative ed
economici. L’obiettivo principale
attuale è lo sfruttamento
del biogas nei cogeneratori
per produrre corrente.
Dal 2010 in Germania c’è
una legge per l’accesso alla
rete del gas (Gasnetzzugangsverordnung),
per facilitare
il compito a chi vuole
immettere il proprio gas nella
rete. In Germania chi
immette il gas paga fino a
250.000 € per l’allacciamento
alla rete del gas, il resto viene
pagato dal gestore della
rete, che però può trasferire i
costi sul consumatore finale.
La legge prevede anche il
limite massimo entro cui il
gestore di rete deve permettere
l’allacciamento. Il
DVGW invece prescrive le
normative tecniche per l’immissione
del gas. Tra queste
per esempio: come devo pretrattare
il biogas per poterlo
immettere in rete. Ci sono
*Malmberg - Svezia
[ FIG. 1 - LAVAGGIO AD ACQUA SOTTO PRESSIONE
Gas greggio
Scambiatore
termico
ancora accese discussioni sul
biogas, i detrattori dicono
che il biogas trattato è troppo
“sporco”, che rovina la
rete del gas. Però anche grazie
a interventi politici si è
sulla buona strada, la situazione
sta migliorando. Non
esiste ancora una legge per
l’immissione del gas nella
rete. Ne stanno discutendo
da un bel po’, vale ancora la
legge per le energie rinnovabili.
Gli interessati in Germana
sono agricoltori, pubbliservizi,
imprese elettriche,
investitori.
Le richieste specifiche al
trattamento del biogas
dipendono dall’ubicazione
dell’impianto, dal tipo di
substrato utilizzato, dal funzionamento
dell’impianto.
Inoltre dipendono dall’utilizzo
e dalla qualità del gas
prodotto. Chiaramente c’è
una differenza delle esigenze,
se il gas viene bruciato
per produrre corrente o se
invece è prevista l’immissione
in rete, o se viene utilizzato
come carburante. In
Germania ci sono due tipi di
rete del gas: la rete del gas-
H (ad alto potere calorifico)
Essiccatoio Biometano
Scambiatore
termico
Colonna
flash
Gas di scarico
Scambiatore
termico
Soffiante Compressore Assorbimento Ventilatore Desorbimento Pompa per l’acqua
e la rete del gas-L (a basso
potere calorifico).
Ci sono vari metodi di trattamento
del biogas: - Adsorbimento
dell‘oscillazione di
pressione; Lavaggio ad
acqua sotto pressione; -
Lavaggio fisico con solventi
organici; - Lavaggio chimico;
- Metodo di separazione
tramite membrane; - Metodi
criogenici.
Il metodo proprio di Malmberg
consiste nel lavaggio
ad acqua sotto pressione.
Il gas arriva dall’impianto
di biogas. La desolforazione
serve soltanto per
rimanere entro certi parametri
di emissioni dei gas di
scarico. Si arriva fino a 200 –
300 ppm di acido solfidrico.
Il gas arriva con una leggera
sovrappressione fino a ca.
20 – 50 mbar, poi avviene
una compressione e un raffreddamento.
Il gas giunge
alla colonna di assorbimento,
che, a seconda dell’impianto
è alta tra 10 e 20 m, è
riempita con materiale sintetico
e l’acqua percorre la
colonna nel senso opposto.
Con l’acqua sotto pressione
sciogliamo CO2 (come in
[ Ulf Richter.
una bottiglia di acqua minerale)
e anche l’acido solfidrico,
se c’è. Alla testa della
colonna abbiamo un gas di
prodotto con 96 – 99 % di
metano, a seconda di come
gestiamo il processo. Dipende
anche da quanto azoto e
ossigeno sono contenuti. Il
gas poi attraversa una fase
di asciugamento/essiccazione,
dove raggiungiamo
punti di rugiada di -60, - 80
°C. Poi segue un’analisi del
gas. Se il gas corrisponde
alle esigenze della rete il gas
viene ceduto alla rete, altrimenti
ripercorre il processo.
Ci sono compressori che
portano il gas a 250 bar. Poi
il gas raggiunge o i contenitori
per l’immagazzinamento
o un dispenser per la
distribuzione o viene
immesso direttamente nei
veicoli. Il nostro concetto
prevede impianti standard,
costruiti in forma modulare.
Sono facili da costruire,
dopo 1-2 settimane si possono
mettere in funzione. Più
grande è l’impianto e più si
abbassano i costi per il trattamento
del gas greggio.
Con lo stato attuale è più
sensato avere impianti di
una certa dimensione. I
mezzi di produzione: in
dipendenza dalla stagione
si ha bisogno di più o meno
energia elettrica - ca. 0,20 –
0,30* kWh/Nm 3 gas greggio
(*sistema con recupero di
calore), per compressione,
ciclo dell’acqua, raffreddamento.

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