Cinque anni di lavoro nel settore delle energie rinnovabili diventa un libro che analizza la sostenibilità delle principali energie “rinnovabili”, passando per i bilanci energetici (rapporto tra energia investita ed energia ottenuta), emissivi (gas-clima alteranti e altri inquinanti), idrici (impronta idrica) della coltivazione di diversi tipi di colture utilizzate per produrre agro-carburanti in Italia, per i rischi biologici (bio-sicurezza) e chimici derivanti dal recupero di materia e di energia dalle biomasse, attraverso il tema dei rischi per i lavoratori e per la popolazione residente… Un testo veramente completo, quello di Giuseppe Zicari, «Energie rinnovabili da biomasse: rischi e opportunità» edito da Epc editore. Una sezione del libro è dedicata anche alla produzione di biogas da cereali, tra cui il riso; un progetto che ha sollevato molte perplessità da parte degli operatori e che lo stesso Zicari non accredita, pur riferendo che, utilizzando soltanto una parte di rifiuti della produzione di cereali, deiezioni e altre biomasse, nel nostro Paese sipotrebbero ottenere più di un milione e mezzo di tonnellate equivalenti di petrolio. Nel caso del nostro cereale, 940mila tonnellate di paglia di riso permetterebbero di ottenere oltre 319 milioni di metri cubi di biogas. Una delle criticità rilevate è la localizzazione delle biomasse sul territorio, che non è omogenea. Inoltre, «la non rimozione delle parti vegetali dal campo comporta lasciare nel suolo delle sostanze organiche e inorganiche» e questa «è da considerarsi una buona pratica», un’altra opportunità che confligge con l’utilizzo energetico. Di seguito, il sommario dell’opera.
PREMESSA………………………………………………………………………………………… 15
LEGENDA………………………………………………………………………………………….. 21
capitolo 1
LA FERMENTAZIONE ANAEROBICA PER PRODURRE METANO………………………… 23
1.1. Introduzione: la fermentazione anaerobica e il biogas………………………………… 23
1.2. Il biometano…………………………………………………………………………. 27
1.3. Batteri e fermentazione anaerobica………………………………………………….. 30
1.4. Classificazione degli impianti per la produzione di biogas ……………………………. 31
1.5. Le matrici utilizzabili per la fermentazione anaerobica……………………………….. 33
1.6. La fermentazione anaerobica è classificata tra le energie rinnovabili…………………. 35
1.7. La stima della concentrazione di sostanza organica nelle matrici: solidi totali e volatili…………………………………………………… 37
1.8. Correlazione tra solidi volatili e biogas producibile…………………………………… 40
1.9. Correlazione tra i parametri COD, BOD e la produzione di metano……………………. 41
1.10. Gli impianti in base alla tipologia di alimentazione ………………………………….. 44
1.11. Le fasi operative per la gestione degli impianti………………………………………. 46
1.12. I parametri per la gestione degli impianti che producono biogas……………………… 53
1.13. Esempi di impianti che producono biogas……………………………………………. 55
1.14. Vantaggi derivanti dalla gestione delle deiezioni per la produzione di biogas…………. 57
1.15. Biogas e occupazione……………………………………………………………….. 60
1.16. L’uso del digerito……………………………………………………………………. 60
1.17. La diffusione degli impianti che producono biogas…………………………………… 62
ENERGIE RINNOVABILI DA BIOMASSE: RISCHI E OPPORTUNITÀ
1.18. Adempimenti gestionali …………………………………………………………….. 67
1.19. Requisiti preliminari da verificare……………………………………………………. 69
capitolo 2
IL RISCHIO BIOLOGICO…………………………………………………………………………. 77
2.1. Introduzione al rischio microbiologico ……………………………………………….. 77
2.2. Fattori che influenzano la crescita dei microrganismi
nel processo di fermentazione anaerobica…………………………………………… 81
2.3. La fermentazione anaerobica dei sottoprodotti di origine animale……………………. 84
2.4. La concentrazione di microrganismi nel digerito……………………………………… 87
2.5. Metodi di misurazione della concentrazione batterica e loro limiti………………………………………………………………………….. 90
2.6. La co-digestione aumenta la quantità di microrganismi distribuiti nell’ambiente……… 92
2.7. La sopravvivenza nel suolo di alcuni microrganismi potenzialmente patogeni ………… 95
2.8. Compostaggio e organismi dannosi …………………………………………………102
2.9. I microrganismi possono contaminare i vegetali……………………………………..103
2.10. Le malattie a trasmissione alimentare di natura microbica…………………………..105
2.11. La vendita di latte crudo…………………………………………………………….106
2.12. Le tossinfezioni associate al consumo di frutta e verdura cruda………………………107
2.13. Le buone pratiche per ridurre i rischi derivanti dallo spandimento agronomico……….108
2.14. La diffusione di vegetali infestanti…………………………………………………..109
2.15. Antibiotico-resistenza……………………………………………………………….111
capitolo 3
LA FERTILIZZAZIONE E IL RISCHIO CHIMICO ……………………………………………..117
3.1. La disponibilità di deiezioni da diversi animali……………………………………….117
3.2. Gli ossidi di azoto e l’ammoniaca……………………………………………………124
3.3. Deiezioni, spandimento e azoto……………………………………………………..126
3.4. Caratteristiche fisico-chimiche del digerito ………………………………………….133
3.5. Azoto ed eutrofizzazione…………………………………………………………….137
3.6. Il fosforo e l’eutrofizzazione………………………………………………………….139
3.7. Le zone vulnerabili dai nitrati………………………………………………………..141
3.8. La sostanza organica nei digeriti e in altre matrici……………………………………147
3.9. Il rischio chimico…………………………………………………………………….150
3.10. Compost, fanghi e metalli…………………………………………………………..157
3.11. Concimazione e metalli ……………………………………………………………..162
3.12. Apporto di metalli al suolo da diverse fonti………………………………………….168
3.13. I prodotti fitosanitari………………………………………………………………..172
3.14. Gli ormoni steroidei rilasciati nell’ambiente………………………………………….174
3.15. Le contaminazioni ambientali……………………………………………………….175
3.16. La misurazione della fitotossicità……………………………………………………177
capitolo 4
STOCCAGGIO E FERTILIZZAZIONE……………………………………………………………181
4.1. Lo stoccaggio delle biomasse……………………………………………………….181
4.2. Utilizzazione agronomica del digerito ……………………………………………….183
4.3. La tutela delle acque………………………………………………………………..188
4.4. Allevamenti e suoli disponibili per lo spandimento…………………………………..190
4.5. Esiste una disponibilità di fertilizzanti eccessiva……………………………………..194
4.6. Soluzioni insostenibili……………………………………………………………….200
4.7. Soluzioni alternative per aumentare la sostenibilità………………………………….203
capitolo 5
BIOGAS E RIFIUTI………………………………………………………………………………..205
5.1. Le strategie di smaltimento dei rifiuti ……………………………………………….205
5.2. Assimilabilità del digerito agli effluenti zootecnici…………………………………..210
5.3. Degeriti e rifiuti……………………………………………………………………..211
5.4. Fanghi, FORSU, rifiuti e biogas………………………………………………………215
5.5. La gestione dei rifiuti ……………………………………………………………….219
ENERGIE RINNOVABILI DA BIOMASSE: RISCHI E OPPORTUNITÀ
capitolo 6
BIOGAS E COMPOSTAGGIO……………………………………………………………………225
6.1. La produzione di rifiuti……………………………………………………………….225
6.2. Introduzione al compostaggio……………………………………………………….225
6.3. I diversi tipi di compost……………………………………………………………..229
6.4. Caratteristiche microbiologiche……………………………………………………..233
6.5. Alcuni dati sul compostaggio………………………………………………………..235
6.6. Le fasi del processo di compostaggio………………………………………………..237
6.7. La gestione degli impianti di compostaggio………………………………………….243
6.8. L’autorizzazione degli impianti……………………………………………………….250
6.9. I piccoli impianti che fermentano la frazione ligneo-cellulosica………………………251
6.10. Lista di controllo…………………………………………………………………….252
6.11. I controlli analitici…………………………………………………………………..254
6.12. L’utilizzo agronomico del compost……………………………………………………256
6.13. L’attività di compostaggio in Veneto…………………………………………………260
6.14. La regolamentazione del contenuto di metalli nel compost in Lombardia……………..267
6.15. Il marchio di qualità del consorzio italiano compostatori……………………………..268
6.16. Il marchio ecolabel per ammendanti e substrati di coltivazione………………………269
6.17. L’etichetta per il compost di qualità………………………………………………….273
6.18. Il compostaggio nel Regno Unito…………………………………………………….274
6.19. Classi di rischio …………………………………………………………………….275
6.20. I rischi correlati all’attività di compostaggio…………………………………………283
6.21. I rischi per gli operatori……………………………………………………………..285
6.22. Compost e rischio chimico…………………………………………………………..286
6.23. Deiezioni e digeriti………………………………………………………………….288
6.24. I policlorobifenili…………………………………………………………………….291
6.25. Gli idrocarburi policiclici aromatici…………………………………………………..292
6.26. Compost e bioaccumulo……………………………………………………………..292
SOMMARIO
6.27. Il compost: fertilizzante o rifiuto?…………………………………………………….298
6.28. Il compostaggio e la fermentazione anaerobica ……………………………………..301
capitolo 7
ODORI E POLVERI………………………………………………………………………………..303
7.1. Bioaerosol e polveri…………………………………………………………………303
7.2. Gli odori…………………………………………………………………………….306
7.3. Le proteste da parte della popolazione………………………………………………309
7.4. La misurazione degli odori ………………………………………………………….310
7.5. L’intensità degli odori……………………………………………………………….314
7.6. Odori ed effetti sulla salute …………………………………………………………316
7.7. La riduzione dell’emissione odorigena……………………………………………….321
capitolo 8
LA PREVENZIONE DI INCIDENTI, INFORTUNI E LA BIO-SICUREZZA …………………325
8.1. La prevenzione degli incidenti……………………………………………………….325
8.2. La prevenzione degli infortuni ………………………………………………………328
8.3. La prevenzione del rischio sanitario e la bio-sicurezza……………………………….329
8.4. Leptospirosi e tetano………………………………………………………………..335
8.5. La derattizzazione…………………………………………………………………..336
8.6. Gli insetti……………………………………………………………………………338
8.7. La gestione dei prodotti fitosanitari………………………………………………….339
8.8. La determinazione del livello di rischio accettabile…………………………………..341
capitolo 9
I CONSUMI DI ENERGIA ……………………………………………………………………….345
9.1. Le unità di misura …………………………………………………………………..345
9.2. L’energia……………………………………………………………………………351
9.3. Energia primaria ed energia utile……………………………………………………353
9.4. Energia nucleare…………………………………………………………………….355
ENERGIE RINNOVABILI DA BIOMASSE: RISCHI E OPPORTUNITÀ
9.5. Energia solare e biomasse…………………………………………………………..356
9.6. I pannelli a energia solare…………………………………………………………..358
9.7. Il consumo di energia generata in milioni di anni…………………………………….360
9.8. Energia dalla combustione…………………………………………………………..364
9.9. Boschi e arboreti da ardere………………………………………………………….372
9.10. Energia ottenibile dal mais ………………………………………………………….376
capitolo 10
BIOGAS DA CEREALI, DEIEZIONI E ALTRE BIOMASSE ………………………………….379
10.1. Biomasse disponibili ………………………………………………………………..379
10.2. Biogas ottenibile dai cereali e dalle deiezioni zootecniche……………………………383
10.3. La composizione chimica e la produzione di biogas…………………………………..386
10.4. Esempi di produttività degli impianti…………………………………………………393
capitolo 11
LA COLTIVAZIONE DEI CEREALI ……………………………………………………………..397
11.1. La coltivazione di mais, sorgo e triticale …………………………………………….397
11.2. Attrezzature necessarie alla conduzione dell’azienda agricola……………………….401
11.3. Manutenzioni, assicurazioni e interessi……………………………………………..406
11.4. L’impiego di manodopera……………………………………………………………409
11.5. La concimazione del mais……………………………………………………………412
11.6. Il consumo di carburanti per coltivare il mais secondo l’ENAMA……………………..414
11.7. I consumi di gasolio, di additivo e di olio…………………………………………….418
11.8. Considerazioni sui consumi di carburanti…………………………………………….420
11.9. Rapporti tra energia investita ed energia ottenuta…………………………………..422
11.10. Il bilancio energetico della coltivazione del mais ……………………………………427
capitolo 12
IL BILANCIO ENERGETICO NELLA FILIERA BIOGAS ……………………………………..433
12.1. Energia investita ed energia ottenuta ……………………………………………….433
12.2. Il bilancio energetico della filiera biogas da cereali ………………………………….435
12.3. L’efficienza energetica della produzione di biogas da cereali…………………………442
capitolo 13
IL BILANCIO ECONOMICO DELLA FILIERA BIOGAS ……………………………………..447
13.1. Esempi di impianti per la produzione di biogas ………………………………………447
13.2. Riflessioni sul bilancio economico della filiera zootecnica……………………………452
13.3. Il bilancio economico ed energetico della filiera biogas
da cereali……………………………………………………………………………454
13.4. I costi di ripristino del sito…………………………………………………………..460
13.5. Il consumo di carburanti nella filiera biogas da cerali………………………………..461
capitolo 14
AGRO-CARBURANTI E TRASPORTI ………………………………………………………….473
14.1. L’incentivazione degli agro-carburanti……………………………………………….473
14.2. L’uso dei terreni per produrre agro-carburanti………………………………………..478
14.3. I vettori energetici in Piemonte e la coltivazione per fornire energia ai trasporti………480
14.4. L’allevamento di suini……………………………………………………………….481
14.5. Digeriti, fertilizzazione e trasporti……………………………………………………482
capitolo 15
EMISSIONI E CONSUMI DI ACQUA ………………………………………………………….485
15.1. Agricoltura ed emissioni in atmosfera……………………………………………….485
15.2. Allevamenti ed emissioni in atmosfera………………………………………………491
15.3. Le piogge acide …………………………………………………………………….494
15.4. Il bilancio emissivo della produzione di biogas
da cereali e da deiezioni zootecniche………………………………………………..495
15.5. La co-digestione aumenta l’inquinamento ambientale……………………………….508
15.6. L’impronta idrica per la costruzione delle macchine necessarie a coltivare il mais…….509
15.7. L’impronta idrica della filiera biogas…………………………………………………510
ENERGIE RINNOVABILI DA BIOMASSE: RISCHI E OPPORTUNITÀ
capitolo 16
LA PROMOZIONE DELLA PRODUZIONE DI BIOGAS ……………………………………..517
16.1. Obiettivi energetici …………………………………………………………………517
16.2. Gli incentivi…………………………………………………………………………518
16.3. I certificati verdi…………………………………………………………………….524
16.4. I certificati bianchi…………………………………………………………………..527
16.5. La richiesta di incentivi……………………………………………………………..535
16.6. Incentivi generosi……………………………………………………………………536
16.7. La riduzione degli incentivi………………………………………………………….544
16.8. L’indice di risparmio energetico e il limite termico……………………………………552
16.9. Esempio di calcolo dell’indice di risparmio energetico e del limite termico……………558
16.10. Riflessioni sull’indice di risparmio energetico e sul limite termico……………………561
16.11. L’uso del calore e la stima di tutti i fabbisogni energetici…………………………….562
16.12. Il consumo di suolo …………………………………………………………………565
16.13. Integrazione del reddito in agricoltura o speculazione industriale…………………….566
16.14. La revoca delle agevolazioni…………………………………………………………570
16.15. Criteri incentivanti diversi…………………………………………………………..572
capitolo 17
GLI ADEMPIMENTI BUROCRATICI …………………………………………………………..577
17.1. L’autorizzazione degli impianti……………………………………………………….577
17.2. La gestione delle conferenze di servizio……………………………………………..580
17.3. La scansione temporale delle conferenze di servizio…………………………………582
17.4. La gestione della tempistica…………………………………………………………583
17.5. Il silenzio-assenso…………………………………………………………………..586
17.6. I soggetti interessati………………………………………………………………..587
17.7. Gli esposti e le segnalazioni alle autorità competenti………………………………..588
17.8. L’esame dei documenti………………………………………………………………591
17.9. Adozione di provvedimenti negativi………………………………………………….591
17.10. Gli accordi tra enti…………………………………………………………………..593
17.11. Le misure di compensazione…………………………………………………………595
17.12. Percorsi burocratici semplificati …………………………………………………….597
17.13. Norme volontarie e altre semplificazioni pericolose………………………………….600
17.14. La valutazione di impatto ambientale………………………………………………..603
17.15. Alcune considerazioni sulla gestione delle autorizzazioni…………………………….604
17.16. Il costo di alcuni adempimenti burocratici……………………………………………610
17.17. Esempi di motivazioni negative………………………………………………………613
17.18. Agevolazioni pericolose……………………………………………………………..614
17.19. Il costo invisibile della politica ………………………………………………………617
17.20. Biogas e insalubrità ………………………………………………………………..619
capitolo 18
CONCLUSIONI ……………………………………………………………………………………625
18.1. I vantaggi della fermentazione anaerobica ………………………………………….625
18.2. I fattori che riducono o annullano i vantaggi…………………………………………626
18.3. Conclusione…………………………………………………………………………630
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………………633
INDICE ANALITICO………………………………………………………………………………669
