Biogas Italy

Valorizzazione dei reflui zootecnici di un’azienda agricola pugliese

attraverso la digestione anaerobica

Università degli studi di FirenzeFacoltà di Agraria

Tesi: Pierluigi SantoroRelatore: Prof. Matteo Barbari

COSTRUZIONI ECO-COMPATIBILI

giovedì 8 luglio 2010

La multifunzionalità dell’aziende agricole e l’agroenergia

- Fino ad oggi l’agricoltura ha avuto la sola missione di soddisfare la domanda a scopo alimentare.

- Ora in una visione multifunzionale, l’azienda agricola fornisce altri servizi complemantari: la tutela del paesaggio, la fornitura di servizi ricreativi-turistici, la valorizzazione del territorio rurale e la produzione di energia da biomasse zootecniche e/o vegetali.


Obiettivo della tesi

-Lo studio e la progettazione di un impianto di digestione anaerobica, alimentato da reflui zootecnici e residui della lavorazione lattiero casearia ed olearia

-Proposte di utilizzo del prodotto in uscita: il digestato

-Ipotesi dei benefici economici


L’Azienda Agricola Monti del Duca

Questa complesso masserizio è situata nella stretta lingua di territorio Crispianese chiamato anche delle 100 masserie in provincia di Taranto, che si incunea fra quello di Martina Franca e quello di Grottaglie.


La produzione agricola

- Filiera olearia

- Filiera zootecnica avicola

- Filiera zootecnica bovina con trasformazione lattiero-casearia


Filiera olearia

- Produzione di circa 700 t di olio extra vergine di oliva biologico

- Lavorazione ed imbottigliamento in aziendale


Filiera olearia


Filiera zootecnica bovina e casearia


Prodotti tipici dell’azienda


Filiera avicola

- circa 100 mila uova giornaliere commercializzate su tutto il territorio di Taranto/Brindisi/Lecce

- il sistema di allevamento è intensivo a batteria.

- nei prossimi anni l’azienda convertirà il sistema di allevamento da intensivo a terra e biologico.


Produzione di triticaleTab.7.4 - Costo colturale per il triticaleTab.7.4 - Costo colturale per il triticaleTab.7.4 - Costo colturale per il triticaleTab.7.4 - Costo colturale per il triticaleTab.7.4 - Costo colturale per il triticale

VOCE DI COSTO MATURAZIONE PIENA(produttività: 10 t/ha)

MATURAZIONE PIENA(produttività: 10 t/ha)

MATURAZIONE CEROSA

(PRODUTTIVITà: 30t/ha)

MATURAZIONE CEROSA

(PRODUTTIVITà: 30t/ha)

Costo (euro/ha)Costo (euro/ha) Costo (euro/ha)Costo (euro/ha)

LAVORAZIONI AGROMECCANICHE MIN MAX MIN MAX

Lavorazione principale (aratura-rippatura, ecc.)

65 78 65 78

Affinamento letto di semina (frangizzolatura-erpicatura)

37 44 37 44

Affinamento letto di semina (frangizzolatura-erpicatura) II passaggio

26 31 26 31

Concimazione presemina 11 13 11 13

Concimazione in copertura 13 16 13 16

Semina 30 36 30 36

Falcia-condizionatura 30 36 30 36

Ranghiatura 15 18 15 18

Rotoinballatura 151 181 453 544

TOTALE LAVORAZIONI AGROMECCANICHE

378 454 680 816

IMPIEGO MEZZI TECNICI

Fertilizzante pre-semina 3737 3737

Fertilizzante in copertura 1919 1919

Seme 3939 3939

TOTALE MEZZI TECNICI 9595 9595

Totale costi espliciti 473 549 775 911

Incentivo colture energetiche (euro/ha) 45 45 45 45

Totale costi espliciti al netto dell’incentivo (euro /ha)

428 504 730 866

COSTO SPECIFICO (euro/t) 43 50 24 29

• Necessarie circa 1000 t/annue

• Considerando una produzione di 30 t/ha verranno utilizzati circa 35-40 ha di terreno aziendale

• Il costo totale di produzione ipotizzato è di circa 25.000 - 30.000 euro


I substrati utilizzabili per la produzione di biogas

Filiera zootecnica casearia siero caseario: 500 t letame bovino: 4000 t

Filiera olearia sansa di olive esausta: 800 t acque di vegetazione: 1600 t

Filiera avicola pollina: 5200 t


Produzione del biogas

La digestione anaerobica è un processo che, in assenza di ossigeno, porta alla degradazione di sostanza organica complessa con produzione di biogas.


Progettazione dell’impianto


L’impianto ipotizzato per i substrati in ingresso

Impianto super-flow per biomasse super dense


Il dimensionamento dell’impianto

Per il dimensionamento di massima è stato utilizzato il software AgriKomp che permette di:

- Formulare la miscela sulla base delle diverse matrici organiche diponibili con i vari caratteri tecnici ed economici

- Dimensionare i digestori e le opere edili accessorie (sili per biomasse, vasche per digestato e platee di stoccaggio).

- Calcolare la resa produttiva di metano e la conseguente produzione di energia elettrica/termica.


Stima delle matrici in ingresso con relative caratteristiche


Rese energetiche delle matrici in ingresso


Dimensioni digestori

Il software propone un motore di potenza elettrica pari a 249 kW

che funzionerà mediamente 8500 ore all’anno. La produzione di

energia elettrica giornaliera sarà pari a 2.423.511 kWh/anno .

Energia prodotta


Valorizzazione dell’energia termicaMese Temperatur

a esterna °CSubstrato

Imput°C

Perdita caloreWh/d

Energia di riscaldament

o Wh/d

Energia di

processo Wh/d

Eccedenza processo

Wh/d

Uso esterno

Wh

Gennaio 2 5 606 1536 2142 3148 3148Febbraio 3 5 591 1536 2127 3163 3163Marzo 6 7 547 1455 2002 3288 3288Aprile 9 8 503 1414 1917 3372 3372

Maggio 13 10 444 1334 1777 3512 3512Giugno 17 14 384 1172 1556 3733 3733Luglio 21 15 325 1132 1457 3833 3833Agosto 21 17 325 1051 1376 3914 3914

Settembre 13 16 444 1091 1535 3755 3755Ottobre 9 12 503 1253 1755 3534 3534

Novembre 7 8 532 1414 1947 3343 3343Dicembre 3 6 591 1495 2087 3203 3203Somma annuale

10,3 10,3 176300 483100 659400 1271300 12713 kWh

Locali Volumetria Potenza necessaria

Caseificio 740 m³ 2545 kWh

Frantoio 765 m³ 2631 kWh

Centro raccolta uova 399 m³ 1350 kWh

Locale cisterne olio 1530 m³ 5260 kWh

Centro imbottigliamento 945 m³ 3250 kWh

TOTALE 4379 m³ 15036 kWh


Separazione solida/liquida e il digestato

- Produzione di oltre 14.220 t di digestato

- 25 % di digestato solido = 3.550 t/annue

- 75% digestato liquido = 10.000 m3/annui


Utilizzo del digestato

Considerando gli studi fatti (Barbanti e Capponi et al., 2010) sarà possibile utilizzare un massimo di 78 t/ha di digestato solido nelle zone ordinarie non sensibili ai nitrati, nel nostro caso riusciranno a coprire circa 45,6 ha destinati alla produzione di triticale come precedentemente esposto.


Bilancio economico

L’analisi economica è stata elaborata utilizzando un foglio elettronico

di calcolo preparato dai tecnici dall’azienda costruttrice e calcolata

considerando un periodo di 15 anni coincidente alla durata della

tariffa incentivante omnicomprensiva di 0,28 euro/kWh.

RICAVI/COSTI IMPIANTORICAVI/COSTI IMPIANTO

Costo totale progetto (euro) 1.671.478,57

Ricavo di energia (euro) 557.760

Tasso bancario (%) 5

FINANZIAMENTO DELL’INVESTIMENTO-IPOTESIFINANZIAMENTO DELL’INVESTIMENTO-IPOTESIFINANZIAMENTO DELL’INVESTIMENTO-IPOTESI

FINANZIAMENTOFINANZIAMENTOCAPITALE PROPRIO (primo anno)

ELEMENTI PER IL CALCOLO RATA FINANZIAMENTO

ELEMENTI PER IL CALCOLO RATA FINANZIAMENTO

CAPITALE PROPRIO (primo anno)

CAPITALE DA FINANZIARE (senza IVA)

€ 1.671.478

RICORSO A MEZZI PROPRI/ANTICIPO FINANZIAMENTO

€ 278.579,76

ANNI DURATA TOTALE

15


€ 278.579,76ANNI PREAMMORTAMENTO

1


€ 278.579,76

CALCOLO PREAMMORTAMENTO

€ 69.644,95


€ 278.579,76

TASSO % ANNUO FISSO

5


€ 278.579,76

RATA ANNUA (1 DI 14)

€ 140.716,09


€ 278.579,76


Bilancio economico con ADEcoTEC DDS

ADEco TEC DDS è uno strumento informatico messo a punto dal CRPA di Reggio-Emila per l’analisi di fattibilità degli impianti di d.a. Permette di :

• dimensionare il volume dei digestori

• valutare la produzione di biogas e di energia elettrica

• valutari i costi unitari e totali dell’impianto



• il valore attuale netto (VAN), cioè il capitale totale che rimane all’imprenditore, in un periodo di tempo stabilito dopo avere pagato tutti i costi di produzione e di investimento;

• il break event point, ovvero il tempo di ritorno dell’investimento compreso gli interessi sul capitale;

• il tasso interno di rendimento (TIR), che è il principale indicatore di redditività ed esprime l’interesse al quale l’operazione remunera la somma investita.

•



Dai substrati inseriti nel simulatore risulta un volume totale

dei due digestori pari 2.399 m3 con una potenza

installabile del generatore di 161 kW con un

funzionamento di 8.500 ore /annue con una produzione di

energia elettrica netta ceduta alla rete 1.145.812 kWh per

un ammontare di 320.827,47 euro di ricavo.


Conclusioni

Confronto di alcuni parametriConfronto di alcuni parametriConfronto di alcuni parametri

Parametro Agricop di Rota

srl

ADEcoTec DDS

Dimensione

digestori (m3)

2.412 2.339

Totale costo

progetto con IVA

(euro)

1.671.478,57 1.754.132,46

Potenza

installabile (kW)

249 161

Corrente elettrica

netta ceduta alla

rete (kW/anno)

1.992.000 1.145.812

Ricavo cessione

corrente elettrica

(euro)

557.760,00 320.827,47

‣TIR di 22,3 %

‣VAN 1.871.021 euro

‣tempo di ritorno: 5 anni


Conclusioni

La convenienza economica di questo progetto è da imputare:

- alla natura del reperimento delle biomasse

- alla valorizzazione del digestato

- alla valorizzazione dell’energia termica

La d.a. porterà indubbi vantaggi per questa azienda, da quelli

economici, ambientali e sicuramente di immagine non solo

dall’azienda stessa ma dell’intero comparto agricolo


Grazie per l’attenzione !!!


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