liquami e letami suini e produzione di biogas: come · novellara (re), 11 dicembre 2014 «suini su...

Seminario tecnico

Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.

Suini su lettiera e produzione di biogas

Novellara (RE), 11 dicembre 2014

Liquami e letami suini e produzione di biogas: come

ottimizzare l’approccio

Lorella Rossi,

Centro Ricerche Produzioni Animali –CRPA Reggio Emilia

Novellara (RE), 11 Dicembre 2014

«Suini su lettiera e produzione di biogas»

Le emissioni di GHG dal settore agricolo

Il contributo del settore agricolo alle emissioni globali di gas serra (GHG) ammonta, a livello nazionale, al 6.5%, ponendo l’agricoltura al secondo posto dopo il settore energetico (che

include i processi di combustione di tutti i settori) e alla pari con quello industriale.



PERCHE’ LA DIGESTIONE ANAEROBICA

• Notevole potenzialità nella mitigazione delle emissioni di GHG dal settore agricolo (vedi rapporti FAO e IPCC)

• DA «tecnica win-win»: riduzione diretta delle emissioni nella fase di gestione delle deiezioni, riduzione indiretta delle emissioni per la sostituzione di energia fossile



DIGESTIONE ANAEROBICA

utilizza quello che altre tecnologie diconversione energetica non possono utilizzare:• MATRICI VEGETALI E/O ANIMALI• MATERIE PRIME, SOTTOPRODOTTI, RIFIUTI conST e SV molto diversi (dal 2% al 100%).

modulare (taglia e tipologia in funzione dellebiomasse)

TECNOLOGIA DI CONVERSIONE ENERGETICA MOLTO VERSATILE



Composizione delle matrici per biogas

Acqua(10-98% tq)

Ceneri(2-50% ST)

Solidi volatili (50-98% ST)

Solidi totali

(2-90% tq)

+

Degradabile(30-90% SV)

Tal q

uale

(tq

)

ATTENZIONE alla corretta valutazione del

contenuto energetico lordo che può variare da

60 kWh/t tq (liquame suino) a 12.000 kWh/t tq

(grasso animale)



Criticità della progettazione: bilancio termico (nelle condizioni critiche)

Ceneri

4 kg

SVtot

40 kg

H2O

956 kg

Liq

uam

e s

uin

o 1

000 k

g

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

addensati o integrati con letami



GLI EFFLUENTI ZOOTECNICI

FATTORI CHE INFLUENZANO QUANTITA’ E QUALITA’DELLE DEIEZIONI in “ingresso” alla linea BIOGAS

stadio di accrescimento

coefficiente di trasformazione dell’alimento

soluzione stabulativa

controllo idrico e raccolta acque meteoriche



Effluenti suini: stabulazioni



Allevamento suinicolo: disponibilità di biomassa

Dipende dalla quantità di solidi totali escreti, ovvero dal peso vivo

presente, e dalla tipologia di stabulazione

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Peso vivo [kg]

Esc

rezi

one

(kg

/tp

v/a

)

Peso medio:

100 kg



EFFLUENTI SUINI

(1) Valori indicativi riferiti a effluenti zootecnici "freschi" (fonte: banca dati CRPA).

(2) Per maggiori dettagli si rimanda alla Tabella 1 dell'Allegato 1 del Dlgs 07/04/06 del Ministero delle Politiche Agricole e Forestali

LIQUAMI SUINI CARATTERISTICHE INDICATIVE

(1)

Valore medio Intervallo

Sostanza secca - ST (%) 4,4 2,8 - 6,0

Sostanza organica - SV (%) 70 63 - 77

Azoto totale - NTK (% ST) 8,0 6,3 - 9,7

CARATTERISTICHE DI PRODUZIONE (2)

Quantità Soluzione stabulativa

A. (m3/anno * t p.v.) 37 - 44 Pavimento totalmente o parzialmente fessurato

B. (m3/anno * t p.v.) 55 - 73 Rimozione con acqua

(pavimento pieno, gabbie, ecc.)

PRODUZIONE DI BIOGAS (m3/kg SV in ingresso)

0,45 - 0,55 (di cui il 60-65% metano)



Perdite di sostanza organica in allevamento

Tempo di ritenzione idraulica nelle fosse

Nel liquame suino la degradabilità biologica è più rapida,

nell'allevamento bovino è più lenta a causa della elevata

quota di frazioni fibrose presenti

Sistema di rimozione:

- Tracimazione continua: bassa efficienza, elevatasedimentazione (fino al 40-50%);

- Vacuum system: media efficienza (20-30%), alta solo serapporto fori/superficie è ben calibrata (15-20%)

- Raschiatore: massima efficienza (5-10%)



LIQUAME SUINO FRESCO E NON –1Caratteristiche

Tracimazione continua Vacuum system

Parametri Fresco Digestato Fresco Digestato

pH [-] 7,14 8,2 7,17 8,2

ST [g/kg tq] 52,4 38,2 43,2 32,3

SV [g/kg tq] 34 21,9 29,5 18

SV [%ST] 64,9 57,3 68,3 55,7

NTK [mg/kg tq] 4.327 4.253 4.126 4.135

Vacuum system: età media del liquame 7gg

Tracimazione continua: età media del liquame 20 gg



LIQUAME SUINO FRESCO E NON – 2Rese energetiche

Resa in biogas

[Nm3/t SV]

CH4 nel biogas

[%]

Resa in CH4

[Nm3/t SV]

Liquame da tracimazione

392 68,5 269

Liquame da vacuum system

557 67,2 375

Test DA in continuo. HRT: 26 gg – 38°C (Dati CRPA pubblicati)

Resa in biogas: +42%



Media Dev.st CV

Liquame suino 293,8 69,4 23,6%

Suino (solido separato) 174,8 67,3 38,5%

Liquame bovino 218,9 29,1 13,3%

Bovino (Solido separato) 153,1 69,1 45,1%

Letame bovino 186,9 59,8 32,0%

Lettiera avicola 265,5 58,7 22,1%

Pollina 306,1 74,0 24,2%

Valori medi di resa in METANO (m3/t SV)per effluenti zootecnici (Fonte: banca dati CRPA)



Potenziale produttivo del solido separato: effetto del tipo di lettime e dell'età



Progetto LR 28/98 CRPA 2013

«SUINI SU PAGLIA E BIOGAS»

AZIONE 3 – Prove in porcilaia da ingrasso a lettiera

CICLO ESTIVO : maggio–luglio ’14 (60 giorni)

• Suini da 30 kg a 70 kg

• Box da 70 capi

• Consumo paglia: 0,3 kg/capo*giorno

CICLO INVERNALE: in corso

AZIONE 4 – Emissività, producibilità, biogas



Primo mese o periodo Secondo mese o periodo

LETTIERA 15 gg 30gg 7 14 21 28

Asportazione lettiera 6 volte

Emissioni gas e odori

Test BMP in triplo

LIQUAME

Emissioni gassose in laboratorio

Emissioni odori

Test BMP in triplo

AZIONE 4 – Emissività, producibilità, biogas

PG LR 28/98 CRPA 2013 «SUINI SU PAGLIA E BIOGAS»

Piano di campionamento



AZIONE 5 – Analisi LCA in allevamenti suinicoli da ingrasso

OBIETTIVO: valutazione dell'impatto ambientale complessivodel modello innovativo di allevamento suinicolo proposto, aconfronto con un modello convenzionale

Verranno messe a confronto TRE tipologie aziendali:

- azienda convenzionale (liquame) SENZA impianto DA,

- azienda convenzionale (liquame) CON impianto DA alimentato da effluenti di allevamento e altre biomasse aziendali (silomais),

- azienda con stabulazione innovativa (lettiera) e impianto DA alimentato dagli effluenti di allevamento.




AZIONE 6 – Fertilizzazioni con digestato da effluenti suini (2° anno)

OBIETTIVO: valutazione del comportamento agronomico eambientale del digestato e delle sue frazioni separate ottenuti apartire dal liquame suino e dal letame suino tal quali e integrati conaltra biomassa di cui alle azioni 3 e 4 in condizioni controllate.

Messa a confronto di 10 TESI (7 digestati, 2 concimi chimici, 1 testimone) con misura di:

- Emissioni di ammoniaca da spandimento su 2 tipi di suolo;

-Mineralizzazione AZOTO e disponibilità FOSFORO




Primo mese o periodo Secondo mese o periodo

LETTIERA 15 gg 30gg 7 14 21 28

Asportazione lettiera 6 volte

Emissioni gas e odori

Test BMP in triplo

LIQUAME

Emissioni gassose in laboratorio

Emissioni odori

Test BMP in triplo

AZIONE 3 e AZIONE 4 – Piano di campionamento




IL POTENZIALE METANIGENO EFFETTIVO

Laboratorio biogas CRPA - Test BMP statico

A norma UNI EN ISO 11734:2004



Suini su paglia: 1° ciclo



Sostenibilità delle filiere

Impronta del carbonio di filiere con DA, a confronto con quella della produzione termoelettrica nazionale ed europea

Seminario tecnico

Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.

Suini su lettiera e produzione di biogas

Novellara (RE), 11 dicembre 2014

. www.crpa.it

[email protected]

Grazie per l’attenzione!

Lorella Rossi

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