Utilizzo agronomico del digestato

Giorgia Zaffrani

Milano, 04-02-12

ARGOMENTI

DEFINIZIONE:

-Caratteristiche del digestato e comprensione del suo valore agronomico

UTILIZZO AGRONOMICO:- Vincoli gestionali e normativi

- Calcolo del contenuto di azoto (N) nel digestato ed Esempi di calcolo del PUA (Piano di Utilizzazione Agronomica)

- Tecniche di spandimento

Definizione

• Cos’èSottoprodotto della fermentazione anaerobica di matrici organiche.

Le biomasse subiscono profonde modificazioniche fanno variare la quantità e la qualità della sostanza organica e dei nutrienti.

(Quello che esce dipende da

quello che entra ma ne è

profondamente diverso!)

IL DIGESTATO

DEGRADAZIONE - QUANTITÀB

iom

assa

(in

sila

to)

DIGESTATO

Cosa ritroviamo nel digestato ?

DEGRADAZIONE - QUALITÀ

Come cambia la sostanza organica ?

• Decremento della quantità delle molecole carboniose labili (� CH4 + CO2)

• Variazione della qualità :

- Concentrazione delle fibre, peptidi, composti aromatici, lipidi insolubili

(es: cere e rivestimenti cellulari)

- Concentrazione degli elementi fertilizzanti (invariati nella quantità totale!)

- Variazione della forma chimica dei nutrienti (incremento N ammoniacale)

CONCENTRAZIONE• Concentrazione degli elementi fertilizzanti e Variazione della forma chimica

• Concentrazione delle fibre

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STABILITÀ BIOLOGICA• Espressa dal grado di decomposizione della sostanza organica facilmente biodegradabile contenuta in una matrice organica.

• Indirettamente, fornisce indicazioni circa gli impatti ambientalidella matrice organica come:

- attività microbiche

- autoriscaldamento della massa

- produzione di odori

- grado di igienizzazione

Un grado elevato di stabilità biologica si traduce in un minor impatto del materiale disposto nell’ambiente � una elevata conversione della biomassa in biogas garantisce stabilità biologica al digestato!

INDICATORI DI STABILITÀ

• La sostanza organica contenuta nel digestato è una sostanza organica stabilizzata.

• La sostanza organica più labile, che ha un maggiore impatto ambientale, è stata rimossa durante la digestione anaerobica grazie alla produzione di biogas.

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ODORE

• DIFFICOLTÀ

Componente oggettiva (misurabile in intensità durata e frequenza) + Componente soggettiva (percezione di fastidio)

• UNITÀ DI MISURA

- Unità olfattometriche (UO): n° di diluizioni oltre le quali le persone chiamate a valutare non sentono più odori. (UNI EN 13725/03)

- Naso elettronico: sensori per captare i diversi tipi di odori. È piùrappresentativo della reale odorosità, ma meno dell’impatto sull’uomo essendo il naso umano tarato da millenni per sentire più (provando disagio) certi composti invece di altri (es. deiezioni animali vs molecole di sintesi)

- Gas massa: determina la concentrazione delle diverse molecole esaminate

IMPATTO ODORIGENOCorrelazione molto elevata (R2*= 0,98) tra stabilità della sostanza organica e abbattimento degli odori: più la sostanza organica (facilmente degradabile) èdegradata e meno odori si sentono

* R2= Regressione, quanto delle caratteristiche

esaminate è dovuto al variare del parametro studiato

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INQUINANTI• Metalli Pesanti

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PARAMETRI IGENICI

La concentrazione dei principali parametri ambientali dipende sia dalla composizione chimica delle matrici in ingresso, sia dalle condizioni di

processo (temperatura, pH, tempo di ritenzione)

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• Alta stabilità biologica (materiale pulito ed igienizzato, bassi carichi organici residui, drastico abbattimento dell’impatto odorigeno)

• Concentrazione di molecole recalcitranti humus-precursori (proprietàammendanti)

• Concentrazione di elementi nutrienti N, P, K (proprietà fertilizzanti)

• Aumento della frazione ammoniacale prontamente disponibile (a seconda della tipologia delle biomasse in ingresso e del tempo di residenza idraulico, può variare dal 60-80% dell’azoto totale

• Tutti gli inquinanti abbondantemente sotto i limiti di legge

• Perfetta accettabilità da parte delle piante (no fitotossicità)

DIGESTATO - CARATTERISTICHE

VALORE AGRONOMICO

• Digestato

Adatto alla restituzione di sostanza organica al terreno e degno sostituto dei concimi di sintesi.

Presenza anche di micronutrienti

Necessità di massimizzare le efficienze di distribuzione per rendere effettivamente assimilabili i nutrienti presenti e non generare inquinamento(Il digestato, se mal distribuito, potrebbe anche inquinare di più di un refluo!)

Possibilità di quantificare i nutrienti presenti ed affidargli un valore di mercato.

Rende possibile una gestione agronomica del digestato più razionale ed efficace (miglioramento della qualità agronomica).

Effettua una divisione spinta per qualità dei costituenti:

- nella FRAZIONE SOLIDA sono maggiormente presenti i composti organici recalcitranti e l’azoto in forma organica � proprietà ammendanti adatte alla concimazione di fondo anche autunnale. Possibile delocalizzazione (?)

- nella FRAZIONE LIQUIDA si trovano elevate concentrazioni di nutrienti prontamente disponibili e di azoto ammoniacale � proprietà fertilizzanti per la concimazione della coltura anche in copertura. Minore viscosità e maggiore rapidità di infiltrazione (maggiore efficienza).

ATTENZIONE: le efficienze di separazione sono diverse da quelle dei liquami (importante per calcolare i volumi degli stoccaggi)

SEPARAZIONE DEI SOLIDI

L’EFFICIENZA DI SEPARAZIONE di uno stesso dispositivo è direttamente proporzionale al tenore di sostanza secca e alla dimensione dei solidipresenti nel refluo trattato.

Digestato: - riduzione della sostanza secca- riduzione del diametro delle particelle solide sospese

- riduzione dell’efficienza di separazione dell’azoto

� MINORE EFFICIENZA DI SEPARAZIONE PER IL DIGESTATO!

EFFICIENZA DI SEPARAZIONE

(in alcune prove sperimentali sul liquame bovino fresco, il tenore di particelle fini con diametro <10 micron è stato del 64%, mentre nel corrispondente liquame digerito in anaerobiosi si è attestato al 84% - Massé et al., 2005). Fenomeno meno evidente se elevata presenza di frazioni fibrose che non vengono digerite.

(dovuta al processo di mineralizzazione dell’azoto organico ad ammoniacale, con aumento quindi della quota di azoto solubile a scapito di quella sospesa. L’azoto ammoniacale nella frazione chiarificata è maggiore rispetto a quella del chiarificato da liquame tal quale non digerito e separato con la stessa tecnica)

SEPARAZIONE DEI LIQUAMI

ES: Allegato A al Decreto n. 104 del 31 marzo 2008 della Regione Veneto -Tabella 2 e 3 (dati da usare per PUA)

25-3075-85777580

Separazione con Centrifuga

Filtropressa, Nastropressa +

Nitro/Denitrificazione

30-4060-70487580

Separazione con Centrifuga

Filtropressa, Nastropressa +

Ossigenazione

20-3070-8048-95Separazione con Vagli +

Ossigenazione

30-4060-70388090Separazione con Centrifuga

Filtropressa, Nastropressa

20-3070-8031-95Separazione con Vagli

010028100100Stoccaggio

frazione solida

(%)

frazione liquida

(%)

BoviniSuini

Azoto dopo trattamentoPerdite di azoto

volatile rispetto

all’azoto escreto

(%)

Volume Della

Frazione

Liquida (%)TRATTAMENTO

SEPARAZIONE DEL DIGESTATO

CRPA, progetto di ricerca 2009: digestati fermentati in reattori sperimentali e separazione solido\liquido con centrifuga da laboratorio a 7.000 giri/min

Efficienza di separazione nella frazione chiarificata delle varie matrici indagate (dati più vicini al reale)

7756,829,275,3Digestato da

codigestione

7051,624,473,1Digestato bovino

nd44,422,963,3Effluente bovino tal

quale

8872,339,289,1Digestato suino

nd50,226,276,6Effluente suino tal

quale

Azoto

ammoniacale

(% Azoto Totale)

Azoto

totale (%)

Solidi

totali (%)

Peso

(%)

Tipologia di effluente trattato

�Nam sul liquame tal quale: 42,6%

� Nam sul digestato tal quale: 52,3%

DA

S/L

Vincoli gestionali e normativi

DIGESTATO - UTILIZZO AGRONOMICO

• VINCOLIRispetto dei limiti di azoto (kg/ha) del PUA

� variano da regione a regione

Autosufficienza di terreni per lo spandimento� SAU a disposizione: terreni per approvvigionamento

• DETERMINAZIONE DEGLI ELEMENTI CHIAVE- Quantificare contenuto di azoto nel digestato ( t/a in uscita dall’impianto)

�Varia per tipologia e percentuale relativa di biomasse e reflui usati

- Quantificare la SAU a disposizione�Diminuisce all’aumentare della percentuale dei liquami

- Quantificare i valori limite di azoto da digestato distribuibile� normative regionali, periodo di spandimento (coltura beneficiaria), tipologia di

liquame di partenza

DIRETTIVA NITRATI

• OBIETTIVOPreservare le acque dall’inquinamento da nitrati, originato principalmente (?) dalle

attività agricole

Limiti N: 170 kg/ha in ZVN e 340 kg/ha in ZNVN

• VANTAGGI- Imposto di razionalizzare il rapporto tra numero di capi/superficie- Aumentare i volumi di stoccaggio- Vietato gli spandimenti nel periodo di riposo vegetativo

• SVANTAGGI- Limitato la capacità produttiva- Appesantito i costi di produzione (costi burocratici)- Penalizzato l’uso di fertilizzanti zootecnici (gratuiti)- Non incentiva ad aumentare l’efficienza

DIGESTATO E DIRETTIVA NITRATIDigestato: Come si definisce a livello normativo?

• Assenza di una normativa nazionale specifica• Se non ci sono rifiuti in ingresso, NON è un rifiuto (sentenza n. 6117/09 CdS)• Non può essere considerato un concime (DLgs 75/2010)• Se presenti effluenti zootecnici (DM 7 Aprile 2006), tutto il digestato è considerato un EFLUENTE ZOOTECNICO (N vegetale da insilati diventa zootecnico!)

�la digestione anaerobica aumenterebbe il problema del rispetto della normativa nitrati

ATTENZIONE! Comma 2 art. 13 D.lgs 205/2010 (recepimento Direttiva 2008/98/CE) � gli effluenti zootecnicisono rifiuti se inviati ad impianti di digestione anaerobica (in FVG già divieto di introdurli; problema nelle regioni che non hanno normativa specifica sul digestato)

Alcune Regioni hanno deliberato autonomamente - Digestato assimilato a fertilizzante organico- Se presente la codigestione di reflui zootecnici e biomasse, solo l’azoto proveniente dai reflui deve rispettare i limiti della direttiva nitrati (la totalità deve comunque rispettare il bilancio azotato)- Si considera l’efficienza del liquame che lo compone (errore! Grandi differenze)

DEROGA ALLA DIRETTIVA NITRATI

Limite N: 250 kg/ha in ZVN

• NON CONVENIENTE PER IMPIANTI A BIOGAS

Obblighi:

- almeno il 70% della sau deve essere coltivato con colture a stagione di crescita prolungata e con grado elevato di asportazione dell’azoto (prati, doppie colture, mais da trinciato classe 700)

- reflui suini: separazione S/L + rapporto N/P2O5 > 2,5 + delocalizzare il solido

- almeno 2/3 dell’effluente distribuiti in primavera entro il 30 giugno e con tecniche a bassa emissione (alta efficienza)

- irrigazione sempre possibile sulle colture in deroga

���� Si può pensare ad una richiesta di deroga solo per impianti ad elevata % di effluenti zootecnici nella razione

DIFFERENZE REGIONALI

• Come gestire il digestato (differenti eq di bilancio)

• Esistenza di vincoli nella scelta dell’alimentazione

DIGESTATO – NORMATIVE REGIONALI

Potenza elettrica < 1MW?; Essere impresa agricola; Effluenti di allevamento prevalentemente autoprodotti

No. Digestato = effluente di allevamento. Regolamento 4 del 04-05-2011

DGR 2052 del 7 .12.2005Umbria

Assenza di rifiuti in ingresso; in peso: effluenti d’allevamento > 50%, mais ≤ 20%. Allegato alla D.G.R. 64/10874 del 23.2.2009 e D.G.R. 30-12221 del 28.9.2009)

SìAllegato alla D.G.R.64/10874 del 23.02.2009

Decreto del Presidente della Giunta regionale 10-R del 29.10.2007

Piemonte

Assenza di rifiuti in ingressoSì. D.G.R. 8/5868 del 21.11.2008

D.G.R. 8/5868 del 21.11.2007Lombardia

Assenza di rifiuti in ingressoSì. D.G.R. 1255 del 28.7.2008 e DGR 1198 del 26.07.2010

D.G.R. 96 del 16-1-2007 e sua circolare

Emila-Romagna

Assenza di rifiuti in ingresso; effluenti di allevamento individuati tramite contratto di fornitura (D.G.R. 1620 del 9-6-2009)

SìAllegato A alla D.G.R.2439 del 7.8.2007

D.G.R. 2217/2008, aggiornamento allegato E1 alla D.G.R. 2439 del 7.8.2007

Veneto

Assenza di rifiuti in ingresso/Assenza di effluenti di allevamento!

NoDigestato = effluente di allevamento

Decreto della Giunta Regionale 1947/2008

Friuli VeneziaGiulia

Assenza di rifiuti in ingressoNoDigestato = effluente di allevamento

Decreto ministeriale 7.4.2006Normativa nazionale

Vincoli per l’impiego agronomicoDistinzione dell’azoto zootecnico nel digestato

Recepimento direttiva nitrati(calcolo kg/ha di azoto zootecnico)

Regioni studiate

PUA - CALCOLO• D.M. 7 Aprile 2006 ���� Azoto fornito non deve eccedere le esigenze della coltura

( Y * b ) = An + Nc + Nf + ( Fc * Kc ) + ( Fo * Ko )

Asporto della coltura

N disponibile nel suolo N efficiente da concimi chimici

N efficiente da fertilizzanti organici

Y = resa attesa + 2% o resa max ammessa

b = concentrazione di azoto nel prodotto

An = azoto nel terreno non influenzabile da pratiche antropiche (60+20 kg/ha*anno)(piogge + sostanza organica stabile)

Nc = azoto da residui della coltura precedente (-40 se mais in precessione)

Nf = azoto da fertilizzazioni effettuate negli anni precedenti (0 se assenza di letamazioni)

Fc = azoto apportato con concimi chimici (da calcolare)

Fo = azoto apportato con fertilizzanti organici (da calcolare)(se Fo è di origine zootecnica Fo<170 kg/ha in ZVN e <340 in ZNVN)

Kc = efficienza della concimazione chimica (Kc=1)

Ko = efficienza della fertilizzazione organica (ES. 65%-55%, epoca – coltura - tipo di fertilizzante)

PUA – DIFFERENZE DI CALCOLO

( Y * b ) = An + Nc + Nf + ( Fc * Kc ) + ( Fo * Ko )Secondo D.M. 7 Aprile 2006

• PIEMONTE E LOMBARDIAInvariato (ma solo quota parte N zootecnico di Fo<170 kg/ha)

• FRIULI VENEZIA GIULIAFormula invariata, K leggermente inferiori, Asportazioni maggiori (+56%), N da digestato tutto zootecnico e, in ZVN, limite di 340 kg/ha alla somma di (Fo*Ko)+Fc ���� aumentano molto i valori possibili di Fc

• EMILIA ROMAGNA

• UMBRIACambiano asportazioni ed Nc

• VENETO

Formula variata in alcuni simboli. Il termine Nf ���� Ns cambia calcolo e valore: dipende permanenza in campo della coltura (75% per mais e sorgo), si considerano anche i liquami degli anni precedenti con K del 15% (suini) 30% (bovini) � Necessitàdi minori apporti di azoto nell’anno in corso

Formula variata in tutti i simboli. Presenza di altri vincoli espressi da altrettanti indici: efficienza media dell’azoto da tutte le fonti (IMEA) > 70%, indipendentemente dal valore di IMEA l’apporto di azoto inefficiente (BAT) < 60 kg/ha, l’azoto utile (BAU) deve essere maggiore o minore di 30 kg/ha rispetto all’asporto della coltura

Esempi di Calcolo

PUA – ESEMPI DI CALCOLO

A. Alimentazione: Mais-Triticale + Liquami bovini Regione: Lombardia

B. Alimentazione: Mais + Liquami Suini Regione: Veneto

C. Alimentazione: Mais + Liquami Bovini Regione: Piemonte

ELEMENTI DA DETERMINARE

1. Alimentazione (t/a)↔ Superficie (ha) per l’approvvigionamento

2. Locazione dei terreni (ZVN/ZNVN) e caratteristiche

3. Normativa regionale di riferimento

3.1 % N(ss) per ogni matrice

3.1.1 Determinazione contenuto di N nel digestato (kg/anno) e del carico azotato (kg/ha*anno)

3.2 Formula della eq di bilancio N

3.3 Individuazione parametri dell’eq

3.3.1 Efficienza di distribuzione del digestato (coltura/epoca di distribuzione/liquame in miscela)

3.3.2 Altri parametri: coltura in precessione, ecc...

3.4 Risoluzione eq di bilancio N

3.4.1 Verifica della congruità della SAU a disposizione con il carico di N maxprevisto3.4.2 Determinazione della quantità di N da concimi chimici apportabile

A. LOMBARDIA1) ALIMENTAZIONEInsilato mais-triticale + Liquame Bovini da latte

1 MW%

pesot/a ss% tss/a m3 biogas/t % CH4 kWhe/a

Silomais 82% 16.160 33,00% 5.333 218,6 53% 7.368.966

Silotriticale 9% 1.750 30,00% 525 165,6 54% 615.953

Liq.Bovini da latte

9% 1.825 8,00% 146 23,8 57% 97.447

TOTALE 100% 19.735 30,4% 6.004 196 53% 8.082.366

1) TERRENI per approvvigionamento

1 MWResat/ha

ha t/annom3

biogas/hakWhe/ha

Mais I raccolto

65 214 13.910 14.208 29.640

Triticale 35 50 1.750 5.796 12.319

Mais II raccolto

45 50 2.250 9.837 12.319

TOTALE 264 17.910

2) Tutti i terreni sono in ZVN, di medio impasto, mediamente dotati in SO, in precessione con Mais.

3) NORMATIVADGR 08-5868 21/11/2007 (applicazione direttiva nitrati: eq di bilancio), Linee guida per l’applicazione della direttiva nitrati (identificazione N zootecnico)

A. LOMBARDIA

*Fonte: MAIS - C.Grignani e al. in Riv. Agron., 2003, 77:155-172; TRITICALE Dipartimento Agroselviter Unito (M.Acutis e al, www.acutis.it)

1 MW%

pesot/a ss% tss/a %N (ss)* Kg N/anno

Contributo % N

Silomais 82% 16.160 33,00% 5.333 1,20% 63.994 81,4%

Silotriticale 9% 1.750 30,00% 525 1,33% 6.983 8,9%

Liq. Bov. Lat 9% 1.825 8,00% 146 5,23% 7.632 9,7%

TOTALE 100% 19.735 30,4% 6.004 1,31% 78.612

← Determinazione

%N(ss) nei liquami

Carico azotato:78.612/264 = 298 kg/ha*annoNB: Ammissibile in ZVN perché < di 340 in valore assoluto e perché N zootecnico < 170 (298*9,7% = 28,9 kg/ha*anno)

t/anno 1.825

m3/t pvanno**

33

t/m3 1

t pv 55,3

kg N/t *** p.v./anno

138

kg N/anno 7.632

% N (ss) 5,23%

** Tabella – Effluenti zootecnici: quantità di effluente prodotta per peso vivo e per anno in relazione alla tipologia di stabulazione

***Tabella - Azoto prodotto da animali di interesse zootecnico: valori al campo per anno al netto delle perdite per emissioni di ammoniaca

3.1) % N(ss) per ogni matrice, 3.1.1) Contenuto di N

3.2) Formula eq di bilancio 3.3) Parametri eq 3.4) Risoluzione(da fare per ogni situazione colturale!)

( Y * b ) = An + Nc + Nf + ( Fc * Kc ) + ( Fo * Ko )• MAIS I Raccolto

Y = resa secca attesa + 2% o resa max ammessa65 * 1000 * 102% * 33% = 21.879 (kg/ha*anno)

b = concentrazione di azoto nel prodotto = 1,2%(Y*b)= 21.879*1,2% = 262,5 (kg/ha*anno)

An = N da piogge + sostanza organica stabile = 60+20 = 80 (kg/ha*anno), quoziente tempo = 1

Nc = N da mais in precessione = -40 (kg/ha*anno)

Nf = N da letamazioni di anni passati = 0 (kg/ha*anno)Fo = N da digestato = 298 (kg/ha*anno)

Kc = efficienza della concimazione chimica =1Fc = N da concimi chimici

= ((Y*b) – (An + Nc + Nf) – (Fo*Ko))/Kc = = 58,8 (kg/ha*anno)

Ko = efficienza del digestato = 55%(Fo * Ko) = 163,8 (kg/ha*anno)

A. LOMBARDIA

• TRITICALE + MAIS II Raccolto

Fo = N da digestato = 298 (kg/ha*anno)

Fc = N da concimi chimici = 170,1 (kg/ha*anno)

Y = 15.147

b = 1,20%

Y x b = 182

Pi = 10

SO 30

Nc = -30

Fo= 149

Ko= 55%

Fc = 90

Y = 10.710

b = 1,33%

Y x b = 142

Pi = 10

SO 30

Nc = -40

Fo= 149

Ko= 41%

Fc = 81

B. VENETO1) ALIMENTAZIONEInsilato Mais + Liquame Suini Ingrasso

1 MW % peso t/a ss% tss/a m3 biogas/t % CH4 kWhe/a

Silomais 81,9% 18.065 32% 5.781 198,5 53% 7.772.855

Liq. suini ingrasso

18,1% 4.000 4,00% 160 12,0 60,5% 119.245

TOTALE 100,0% 22.065 26,9% 5.941 164,7 53,10% 7.892.100

1) TERRENI per approvvigionamento

1 MWResat/ha

ha t/annom3

biogas/hakWhe/ha

Mais I raccolto

65 277,9 18.065 12.904 27.968

2) Tutti i terreni sono in ZNVN, di medio impasto, mediamente dotati in SO, in precessione con Mais.

3) NORMATIVADGR 2217/2008 (applicazione direttiva nitrati: eq di bilancio), ALLEGATO A alla DGR 2439 del 07/08/2007ti (identificazione N zootecnico)

*Fonte: MAIS - DGR 2217/2008 – sezione “D. Calcolo delle quantità di azoto asportate”

← Determinazione

%N(ss) nei liquami

Carico azotato:75.468/278 = 271,5 kg/ha*annoNB: Ammissibile in ZNVN perché < di 340; la quota di N zootecnico è pari a 42,7 (kg/ha*anno)

t/anno 4000

m3/capo ** anno

3,3

t/m3 1

capi 1.212

kg N/capo ***anno

9,8

kg N/anno 11.879

% N (ss) 7,42%

** Tabella – Effluenti zootecnici: quantità di effluente prodotta per peso vivo e per anno in relazione alla tipologia di stabulazione

***Tabella - Azoto prodotto da animali di interesse zootecnico: valori al campo per anno al netto delle perdite per emissioni di ammoniaca

3.1) % N(ss) per ogni matrice, 3.1.1) Contenuto di N

B. VENETO

1 MW % peso t/a ss% tss/a %N (ss)* Kg N/annoContributo %

N

Silomais 81,9% 18.065 32% 5.781 1,1% 63.589 84,26%

Liq. suini ingrasso

18,1% 4.000 4,00% 160 7,42% 11.879 15,74%

TOTALE 100,0% 22.065 26,9% 5.941 1,27% 75.468 100,00%

3.2) Formula eq di bilancio 3.3) Parametri eq(da fare per ogni situazione colturale!)

R x n = NL + (Nn x En) + (No x Eo) + (Nc x Ec)

• MAIS I Raccolto (in ZNVN)

R = resa secca attesa maggiorata del 2% * 1,165 * 1000 * 102% * 33% *1,1 = 23.338 (kg/ha*anno) n = concentrazione di azoto nel prodotto = 1,1%(Rxn)= 23.338 *1,1% = 256,71 (kg/ha*anno)

NL = N fissato dalle leguminose=0 (kg/ha*anno)

Nn = altri apporti naturali di N = 20 (kg/ha*anno)

En = efficienza di Nn = 0,75

No= N zootecnico nel digestato = 42,7 (kg/ha*anno)

Eo = efficienza di N distribuito con la fertilizzazione organica (media ponderata tra copertura e presemina) = 0,65

Nc = N da concimazione minerale (Ncc) = ?+ quota parte di N da digestato proveniente dalla biomassa (Ncd) = 228,8 (kg/ha*anno)

Ec = efficienza di N distribuito con la concimazione minerale = 0,8

NoE = (No x Eo) azoto efficiente apportato con gli effluenti zootecnici NcE = (Nc x Ec) azoto efficiente apportato con la concimazione minerale NnE = (Nn x En) azoto efficiente apportato dagli eventi naturali meteorici

B. VENETO

•NB: In ZNVN, In presenza di No pari a 340 kg/ha, un ulteriore apporto di azoto con la concimazione minerale

può essere effettuato solo con una quantità efficiente massima pari alla quantità efficiente di No che consente il rispetto degli indici di efficienza BAT, BAU e IEMA.

3.3) .... Altri Parametri eq

B. VENETO

• BAT – Bilancio Azoto Totale

Somma di tutti gli apporti di N (efficienti ed inefficienti) non deve superare i 60 kg/ha rispetto alle asportazioni della coltura (BAT ≤ 60) – (più difficile da rispettare!)

• BAU – Bilancio Azoto Utile

Somma di tutti gli apporti di N efficiente non può eccedere o essere carente di più di 30 kg/ha rispetto alle asportazioni (-30 ≤ BAU ≤ +30)

3.4) Risoluzione eq

B. VENETO

Rxn= 65000 102% 1,10% 1,1 32% = 256,71Nl=0

Nn=20 En=0,75 Nne=15Nd=271,54 Ncd=228,80 No=42,7 Ncde= 183,04No=42,7 Eo=0,65 Noe=27,8Nc=254,0 Ec=0,8 Nce=203,2

a) calcolo Nc ricavandolo dall'eq PUANc= Ncd+NccR x n = NL + (Nn x En) + (No x Eo) + (Nc x Ec)Ncc = ((R x n) - Nne - Noe - Ncde)/EcNcc = 38,61 ���� Nc = 228,8+38,61 = 267,41

b.1) calcolo BAT b.2) ricalcolo Nc b.3) ricalcolo BATBAT≤60 Ncc= 25,17

BAT≤60

BAT= Nn + Nc + No -(R x n) Nc= 253,97

BAT= Nn + Nc + No -(R x n)

BAT=73,44 BAT= 60,00valore non accettabile.

valore accettabile

eccede di 13,44 il limite di 60

c) calcolo BAU-30 ≤ BAU ≤ 30BAU = Noe + Nce + Nne - (R x n)

BAU= -10,75valore accettabile

d) calcolo IMEAIMEA ≥ 0,7IMEA = (R x n)/ Nn + Nc + Nn

IMEA=0,81valore ammissibile

C. PIEMONTE1) ALIMENTAZIONEInsilato Mais + Liquame Bovini Ingrasso

1 MW % peso t/a ss% tss/a m3 biogas/t % CH4 kWhe/a

Silomais 50% 16.345 32,00% 5.230 198,53 53% 7.051.256

Liq. Bovini ingrasso

50% 16.348 8,50% 1.390 23,87 58,1% 929.613

TOTALE 100,0% 32.693 20,25% 6.620 111,19 53,10% 7.980.869

1) TERRENI per approvvigionamento

1 MWResat/ha

ha t/annom3

biogas/hakWhe/ha

Mais I raccolto

65 251,5 18.065 12.904 28.041

2) Tutti i terreni sono in ZVN, di medio impasto, mediamente dotati in SO, in precessione con Mais.

3) NORMATIVADPGR 10-R del 29-10-2007(applicazione direttiva nitrati: eq di bilancio), ALLEGATO alla DGR 64−10874 del 23/02/ 2009 (identificazione N zootecnico)

*Fonte: MAIS - C.Grignani e al. in Riv. Agron., 2003, 77:155-172

← Determinazione

%N(ss) nei liquami

Carico azotato:115.583/ 251,5 = 460 kg/ha*annoNB: NON Ammissibile in ZVN perché > di 340; la quota di N zootecnico è pari a 210 (kg/ha*anno) > 170 !(340*251,5= 85.497 kg N che posso dare; 115.583-85.497= 30.086 kg N esubero;30.086/340= 88,5 ha mancanti!)

t/anno 16.348

m3/t pv anno 26

t/m3 1

t pv 628,8

kg N/t p.v./anno

84

kg N/anno 52.818

% N (ss) 3,80%

** Tabella – Effluenti zootecnici: quantità di effluente prodotta per peso vivo e per anno in relazione alla tipologia di stabulazione

***Tabella - Azoto prodotto da animali di interesse zootecnico: valori al campo per anno al netto delle perdite per emissioni di ammoniaca

3.1) % N(ss) per ogni matrice, 3.1.1) Contenuto di N

1 MW % peso t/a ss% tss/a %N (ss)* Kg N/annoContributo %

N

Silomais 50% 16.345 32,00% 5.230 1,2% 62.765 54,3%

Liq. Bovini ingrasso

50% 16.348 8,50% 1.390 3,80% 52.818 45,7%

TOTALE 100,0% 32.693 20,25% 6.620 1,75% 115.583 100,00%

C. PIEMONTE

PUA – CONSIDERAZIONI - TERRENI

1. Inserendo nella razione una % di liquami >25-30% i terreni per l’approvvigionamento dell’impianto non sono sufficienti allo spandimento del digestato, anche nelle regioni che hanno previsto la suddivisione dell’azoto proveniente da biomassa da quello zootecnico (o richiesta deroga).

2. Nelle ZVN delle regioni in cui l’azoto del digestato viene tutto considerato zootecnico (assenza di una normativa specifica sul digestato), i terreni per l’approvvigionamento dell’impianto non sono mai sufficienti per lo spandimento del digestato.

PUA – CONSIDERAZIONI - EFFICIENZE

3. Se si distribuisce il digestato tal quale, essendo non palabile, viene considerato come liquame e quindi non si tiene conto del rilascio di N negli anni successivi. Contrariamente, se si effettua la separazione solido-liquido, il separato solido viene assimilato al letame � bisogna tener conto degli apporti di N derivanti dagli anni precedenti.

4. La normativa prevede di usare come efficienza del digestato quella del liquame di partenza � erronea semplificazione perché il digestato ha caratteristiche e valore agronomico profondamente diversi! (mancanza di studi sulla reale efficienza del digestato in funzione della coltura , dei tempi e delle modalità di distribuzione)

PERTDITE DI AZOTO

Ad

an

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PUA – CONSIDERAZIONI - INSILATO

5. Nei calcoli si fa solitamente una semplificazione che però non va fatta al livello di business plan: il trinciato (quello su cui si dichiara la resa ad ha e su cui vengono calcolate le asportazioni) subisce una perdita di peso durante il processo di insilaggio �1 t TRINCIATO ≈ 0,94 t INSILATO

Tecniche di distribuzione

• ObiettiviOgni impianto deve avere terreni sufficienti per lo spandimento del digestato

Massimizzare le efficienze di distribuzione � Il digestato deve essere somministrato con tempi e modi tali da essere realmente assimilato dalle piante, altrimenti la quantità di N distribuibile per legge con i concimi chimici sarebbe insufficiente per realizzare le produzioni volute.

USO DEL DIGESTATO

• TempiLe epoche di distribuzione devono essere coerenti con le capacità di stoccaggio dell’impianto e con le esigenze di azoto delle colture in campo.

L’azoto distribuito in autunno senza la presenza di una coltura vernina sarà quasi tutto perso, specialmente la frazione ammoniacale.

Ottimale è la distribuzione frazionata in pre-semina e in copertura � l’azoto viene somministrato quando la pianta ne ha più bisogno e si evitano le perdite per dilavamento dovute alle piogge e per denitrificazione.

• Modi- Separato solido: contiene basso tenore di azoto e in forma organica (poche perdite, concorre alla formazione della sostanza organica stabile)

� concimazione di fondo con carri spandiconcime

- Separato liquido: contiene alto tenore di azoto ammoniacale (prontamente assimilabile ma molto volatile)

� distribuzione in presemina con interramento immediato o diretto (in 6 ore volatizza l’80%-Nam)

� distribuzione in copertura con macchinari appositi che interrano (necessità di predisporre le semine) o con fertirrigazione localizzata

COME DISTRIBUIRLO

.... Alcuni esempi - PRESEMINA

Distribuzione rasoterra

Carrobotte con ala a bassa pressione

.... Alcuni esempi - PRESEMINA

Distribuzione rasoterra: Xerion VC3800 con ala a bassa pressione

.... Alcuni esempi - PRESEMINA

Iniezione diretta

Carrobotte con iniettori

.... Alcuni esempi - PRESEMINA

Iniezione diretta di digestato SISTEMA DI DISTRIBUZIONE OMBELICALE ditta Casella

Trattore + Ripper collegato ad un irrigatore + rullo a denti

Necessità di uno stoccaggio a bordo campo

Interramento a 20-30 cm

.... Alcuni esempi - PRESEMINA

Iniezione diretta di digestato con Xerion VC3800 e TERRAGATOR

denti assolcatori flessibili + serie di rulli (prima lavorazione)

serbatoio da 15 m3

Avanzamento: in fase di distribuzione 8-10 km/h

Attenzione! - PRESEMINA

Importante incorporare nelle prime ore successive alla distribuzione

Perdite per Volatizzazione – Progetto SATA

.... Alcuni esempi - COPERTURA

Distribuzione rasoterra - ala a tubazioni flessibili (prototipo CRPA – Az Guerra)

Rotolone + ala bassa pressione a 28 tubi

Avanzamento: min 500 m/h

NB: possibili perdite per volatizzazione � frazionamento della distribuzione in giornate coperte

.... Alcuni esempi - COPERTURA

Iniezione diretta di digestato con Xerion (fino a 70 cm)

e TERRAGATOR (fino a 18 cm)

.... Alcuni esempi - CONTINUA

Fertirrigazione - Progetto CRPA - Manichette su mais

• Valutare bene- Titolo di azoto nel digestato- Distanza dei terreni- Tecniche di distribuzione

• Costi di distribuzione (5-7 km)3,3 €/t in presemina; 3,52 €/t in presemina con erpicatura, 3,85 €/t in copertura con rincalzo.

• ConfrontiPer semplicità paragoniamo solo l’azoto (e non tutti gli elementi!) del digestato tal quale e ipotizziamo sia per i concimi chimici che per il digestato efficienza pari ad 1. I costi riportati si riferiscono ad elaborazioni di dati reali della campagna 2011 in Veneto, Emilia Romagna e Friuli Venezia Giulia.

VALORE DI MERCATO (?)

DIGESTATO vs CHIMICO

0,8Valore Base €/kg N

4,2Valore Base €/t

249,3Risparmio con digestato €/ha

210,3113,297,1459,6252,2207,4Costo totale (N+distribuzione) €/ha

210,3113,297,175,05025Costo di distribuzione €/ha

nd3,853,3ndndndCosto di distribuzione unitario €/t

---384,6202,2182,4Costo fertilizzante €/ha

58,829,429,49,85,84Quantità distribuita q/ha e t/ha

30015015030026832N: quantità distribuita kg/ha

---nd0,85,7N: prezzo unitario €/kg

---nd34,745,6€/q

5,15,15,1nd468Titolo N (kg/q e kg/t)

DigestatoDigestatoDigestatoAgreste+UreaUrea 46

Agreste

8/9/18Prodotto

Totale fertilizzazione

Copertura con

rincalzaturaPreseminaTotale

fertilizzazioneCopertura 2 InterventiPresemina

DigestatoConcime

CONFRONTO

CONCLUSIONI

• MANCANZA ESPERIENZE RAPPRESENTATIVE SULLA GESTIONE DEL DIGESTATO E SUL SUO VALORE AGRONOMICONon si conoscono le efficienze reali di distribuzione, né i costi colturali dei vari cantieri rapportati con le performance produttive.

• MANCANZA DI UNA LEGGE NAZIONALE SUL DIGESTATONecessità di dare a livello nazionale una definizione completa e univoca del digestato

- Caratteristiche per l’utilizzo agronomico- Tipo di azoto contenuto (zootecnico, organico o minerale)

Frammentazione eccessiva nel recepimento regionale della normativa nitrati. Esigenza di avere riferimenti chiari e standard per la compilazione dei PUA

- Efficienze di somministrazione- Quantitativi ammessi

• DIFFICOLTÀ PER GLI OPERATORI DEL SETTORECambiamento della mentalità imprenditoriale (da imprenditore agricolo ad imprenditore agroenergetico) + Scelte rese difficili dalle mancanza di conoscenze e di normative chiare

���� OTTIME PROSPETTIVE MA BISOGNO DI CHIAREZZA!

Grazie per l’attenzione!

Giorgia Zaffranigiorgia.zaffrani@ergycabiogas.com