ALTERNATIVE ALLA GASIFICAZIONE DI

POLLINA

Federico ValerioChimica Ambientale

Istituto Nazionale Ricerca sul CancroGenova

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IL PROBLEMA• In Lombardia l’allevamento di pollame è un’ importante

attività• Nel 2000, 19.980 aziende lombarde allevavano 27 milioni di capi

• i quali hanno prodotto almeno 121.000 tonnellate di pollina (deiezioni, lettiere, piume…)

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Composizione chimica della pollina

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• SALI AMMONIACALI 3%• ANIDRIDE FOSFORICA 2%• OSSIDO DI POTASSIO 1,5%

UN OTTIMO FERTILIZZANTE

CON QUALCHE PROBLEMA!

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Il ciclo dell’azoto

Per attività microbica i sali ammoniacali

si trasformano in nitrati

che, a causa della loro elevata solubilità in acqua,

possono contaminare la falda

e produrre eutrofizzazione di laghi e mari

DIRETTIVA NITRATI

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Gestione della pollina a Bedizzole

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I TRATTAMENTI POSSIBILI

1. ESSICCAMENTO

2. COMPOSTAGGIO

3. TRATTAMENTO ANAEROBICO (BIOGAS)

4. COMBUSTIONE

5. GASIFICAZIONE E COMBUSTIONE DEI GAS

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COMPOSTAGGIO

• LA POLLINA SI PUO’ COMPOSTARE MA OCCORRE TROVARE LO “STRUTTURANTE” ADATTO• Paglia di grano (Bosnia)• Pannelli di sansa di olive (Tunisia)• Gusci di semi di Sesamo (Tunisia)• Carbone di eucalipto (Brasile)

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Compostaggio “HOSOYA”

• L’impianto

ITALIA NOSTRA 9

Compostaggio “HOSOYA”

ITALIA NOSTRA 10

Il prodotto

COMPOSTAGGIO

LA POLLINA COMPOSTATA,

UTILIZZATA NEI CAMPI,

RILASCIA LENTAMENTE AMMONIACA E NITRATI

E LA PRODUZIONE AGRICOLA MIGLIORA

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DIGESTIONE ANAEROBICA• BIOGAS E COMPOST prodotti “digerendo” POLLINA

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Ingressoscartibiodegradabile

Uscita biogas

Uscita digestato

Uscita effluenti liquidi

SCHEMA BIODIGESTORE

Impianto anaerobico e compostaggio Gargazzone (BZ)

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Bilancio annuale impianto Biogas• In ingresso

• 12.000 ton scarti umidi biodegradabili• 2.500 ton Cippato di legno

• In uscita• 5.000 ton Compost• 1.200.000 metri cubi metano

• 1.140.000 kwh di elettricità in rete• 1.100.000 kwh elettricità autoconsumo• 3.200.000 kwh termici (riscaldamento)

IMPIANTI A BIOGAS ALIMENTATI A POLLINA

• CINA (2008) A SERVIZIO DI UN ALLEVAMENTO DI

3 MILIONI DI POLLI• 80.000 TONNELLATE/ANNO DI POLLINA

• INGHILTERRA (2011)• Trattamento annuo

• 700 TONNELLATE POLLINA• 1000 TONNELLATE DI DEIEZIONI BOVINE• 3000 TONNELLATE DI INSILATO DI MAIS

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IMPIANTI A BIOGAS ALIMENTATI A POLLINA

• ITALIA, Cesena• In corso sperimentazione di un impianto pilota di

trattamento anaerobico a secco, alimentato a pollina.

(Amadori)

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COMBUSTIONE E GASIFICAZIONEPOLLINA

• La prima centrale elettrica alimentata a “pollina”• 1992, Inghilterra, forno a griglia mobile alimentata con 140.000

ton/anno.

• Centrali a pollina in funzione nei primi anni 2000• Quattro grandi centrali in Inghilterra• Una centrale negli USA

(forni a griglia e a letto fluido)

. Impianti sperimentali per la gasificazione (2008)

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Problemi connessi con i trattamenti termici della

pollina

•Elevata umidità della pollina•Bassa temperatura di fusione delle ceneri

(forni a griglia)•Possibili contaminanti tossici ( idrocarburi policiclici, diossine) nelle ceneri, prodotti dalla combustione

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IMPATTI AMBIENTALI DEI TRATTAMENTI

• COMPOSTAGGIO con biofiltri• Basso impatto ambientale• Biodegradazione di contaminanti organici ( trattamenti sanitari)• Rischio microbiologico nullo

• FERMENTAZIONE ANAEROBICA ( Biogas)• Inquinanti da combustione del biogas (metano)

• GASIFICAZIONE • Inquinanti da combustione del gas di sintesi (ossido di carbonio,

idrogeno)

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Bilanci annuali del gasificatore di Bedizzole

Pollina secca gasificata 18.750 ton

Ceneri prodotte 1.310 ton

Solfato di ammonio 613 ton

Camion in ingresso e uscita 1.307

Elettricità 7,3 milioni kwh

Calore per essiccare pollina 6,7 milioni kwh

Calore residuo a 80° 22,4 milioni kwh

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Concentrazioni attese nei fumi del gasificatore pollina di Bedizzole

Inquinanti Concentrazioni medie a caminomg/Nm3

Anidride solforosa 50

Ossidi di azoto 100

Ossido di carbonio 20

Polveri totali 5

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Pollina e zolfo

Nella pollina è presente zolfo (0,55%, peso secco) in percentuale simile a quella del carbone a basso tenore di zolfo

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Inquinanti immessi in atmosfera dal gasificatore di Bedizzole

dopo trattamento fumi

INQUINANTI kg/anno

Polveri 507Ossidi di azoto 10.161Anidride solforosa 5.080

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Fattori di emissione da motori alimentati a metano, biogas, singas da pollina

Inquinanti Motori a metano* Motori a biogas* Gas da pollinaProgetto 3A

grammi per giga-joule (elettricità+calore)

Anidride solforosa 0,3 1,88 47,3

Ossidi di azoto 135 173 94,7

Polveri totali 0,76 7,9 4,7

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* Ref : National Environmental Research Institute. Aarhus University Emissions from decentralised CPH plants. 2007

• I fattori di emissioni del metano e del biogas, nello studio danese, prevedono il recupero di tutto il calore a bassa temperatura per il riscaldamento invernale di edifici.

• La percentuale di calore che si prevede possa essere utilizzato dall’impianto di gasificazione pollina di Bedizzole, per l’essiccazione e il teleriscaldamento dei vicini allevamenti sarà sensibilmente inferiore alla quantità di calore residuo effettivamente disponibile.

• Pertanto i fattori di emissione reali dell’impianto di gasificazione, a parità di energia effettivamente utilizzata, saranno maggiori di quelli riportati in Tabella

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EMISSIONI A CONFRONTO

A parità di pollina trattata, un impianto anaerobico con produzione e

uso energetico di bio-metano potrebbe avere

una maggiore efficienza energetica e un minore impatto ambientale

di un impianto di essiccazione e gasificazione

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…SPECIALMENTE SE L’IMPIANTO E’ DIMENSIONATO IN BASE ALL’ ESIGENZE LOCALI:

•PRODUZIONE DI BIOMASSE A KM ZERO

•CONSUMI ENERGETICI E CALORE A COPERTURA DEI CONSUMI DI ELETTRICITA’ E CALORE DELL’IMPIANTO DI TRATTAMENTO

• RISCALDAMENTO-RINFRESCAMENTO DEI CAPANNONI PER ALLEVAMENTO POLLI

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QUALITA’ DELL’ARIA NELLA PIANURA LOMBARDA

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Qualità dell’aria a Bedizzole

• Comune a prevalente vocazione agricola,

classificato zona A2

• Alta probabilità di superamento • dei limiti di NO2

• della soglia di allarme e valore bersaglio per la salute umana di O3

• Limiti giornalieri e annuali di polveri sottili (PM10)

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Il parere di ARPA Lombardia (2010)

• Bisogna ridurre del 50-70% le emissioni inquinanti presenti in Lombardia nel 2003, per avere una buona probabilità di rimanere sotto la soglia di 35 superamenti giornalieri di 50 microgrammi/m3 di PM10.

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Polveri sottili (PM10) a Rezzato(2009)

• Media annuale: 48,1 microgrammi/ m3

• Per 130 giorni la concentrazione giornaliera di PM10 ha superato 50 ug/m3

Valore limiti per PM10

• Media annuale:• 40 ug/m3

• Numero massimo di superamenti giornalieri di 50 ug/m3

• 35 superamenti/anno

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CONCLUSIONE 1)• IL TRATTAMENTO DI POLLINE A MINORE IMPATTO

AMBIENTALE E’ IL COMPOSTAGGIO, CON USO AGRONOMICO DEL COMPOST PRODOTTO

• PER ALLEVAMENTI DI PICCOLE E MEDIE DIMENSIONI

IL BILANCIO ENERGETICO MIGLIORA CON IMPIANTI

FOTOVOLTAICI SUI TETTI DELL’AREA DI STOCCAGGIO E

SU TETTI DEGLI ALLEVAMENTI

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CONCLUSIONE 2)

PER IL TRATTAMENTO DI POLLINE

DA GRANDI ALLEVAMENTI E DI ALTRE BIOMASSE DI

PRODUZIONE LOCALE• TRATTAMENTO ANAEROBICO con produzione di compost

di qualita’ per uso agricolo e di biometano da immettere in rete, per la parte eccedente ai consumi di elettricità e calore dell’impianto.

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Grazie per l’attenzione

E per saperne di più:

http://federicovalerio.splinder.com

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