Nuovo studio delinea il potenziale del biogas dai liquami zootecnici

Immagina una fattoria dove enormi cumuli di rifiuti animali non sono più un peso ambientale, ma una costante fonte di energia pulita. Questa visione è realizzabile attraverso la produzione di biogas, dove il letame del bestiame viene convertito in combustibile rinnovabile tramite digestione anaerobica. Stimare accuratamente la resa di biogas è essenziale per ottimizzare questo processo e sbloccarne il pieno potenziale.

La produzione di biogas non è un valore fisso, ma varia significativamente in base a molteplici fattori interconnessi:

• Specie animali: Il letame di bovini, pollame e suini ha composizioni organiche distinte che influenzano il potenziale di metano.
• Composizione del mangime: Diete ad alto contenuto proteico producono letame ricco di azoto con caratteristiche di digestione diverse rispetto a mangimi ad alto contenuto di fibre.
• Gestione del letame: I metodi di raccolta (raschiatura vs. lavaggio) e le condizioni di stoccaggio influenzano il contenuto di solidi volatili.
• Parametri del digestore: Temperatura (mesofila vs. termofila), tempo di ritenzione, equilibrio del pH ed efficienza di miscelazione influiscono in modo critico sull'attività microbica.

I ricercatori impiegano diversi approcci per prevedere le rese di biogas:

Modelli empirici utilizzano calcoli semplificati basati sui tassi di produzione di letame e sui fattori di conversione del biogas stabiliti per unità animale. Sebbene pratici per la pianificazione su scala agricola, questi potrebbero trascurare le condizioni specifiche del sito.

Modelli teorici applicano bilanci della domanda chimica di ossigeno (COD) o equazioni stechiometriche per prevedere la massima generazione possibile di metano dalla degradazione della materia organica.

Test di laboratorio attraverso esperimenti di digestione anaerobica in batch o continua fornisce la valutazione più accurata per specifici tipi di letame, misurando il volume effettivo di biogas e il contenuto di metano in condizioni controllate.

Oltre alla generazione di energia, i sistemi a biogas affrontano molteplici sfide di sostenibilità:

• Riduce le emissioni di gas serra prevenendo il rilascio di metano dallo stoccaggio tradizionale del letame
• Produce digestato ricco di nutrienti che può sostituire i fertilizzanti sintetici
• Fornisce soluzioni energetiche decentralizzate per le comunità rurali

Una precisa stima del biogas consente il corretto dimensionamento dei sistemi di digestione, garantendo la redditività economica massimizzando al contempo la produzione di energia rinnovabile dai flussi di rifiuti agricoli.