Tecnologie/Soluzioni
RECUPERO DI ELEMENTI NUTRITIVI
LOTTA CONTRO IL CLIMATE CHANGE
La necessità di creare un’agricoltura sempre più sostenibile economicamente ha portato a sviluppare tecniche di agricoltura conservativa (ridotto utilizzo di mezzi per la lavorazione dei terreni, ridotto utilizzo di acqua e ridotto consumo di energia per renderla disponibile ) e di rotazione delle colture, cercando di stimolare lo sviluppo di comunità microbiche del terreno in grado di migliorare le caratteristiche di fertilità dello stesso come: la struttura, la disponibilità degli elementi nutritivi, la decomposizione dei residui organici, la fissazione dell’azoto e l’assorbimento di elementi fosfatici attraverso l’azione di micorrize.
Lo sviluppo di questi aspetti ha portato come risultato la creazione di un’agricoltura più sostenibile in cui sono stati ridotti l’utilizzo di erbicidi e pesticidi ed a basse emissioni di CO2.
A questo fine, la paglia di riso non viene lasciata in campo dove la sua fermentazione anaerobica produrrebbe CH4 che è un gas serra 21 volte più potente della CO2.
Economia Circolare a beneficio agronomico. Riduzione di gas serra da parte del Primo Produttore di Ambiente
Nel 1989 è stato calcolato dal Fraunhofer Institut che ogni tonnellata di paglia di riso che viene interrata determina in un anno l’emissione di circa 60 kg di metano, per cui la raccolta aziendale contribuisce ad evitare 7,5 t/ha/anno di CO2eq.
Inoltre, avendo la necessità di incrementare la fertilità, attraverso l’incremento della sostanza organica dei terreni, è stata data molta importanza all’utilizzo di matrici organiche, in particolare compost e scarti organici di ogni tipo, da cui si estraggono elementi nutritivi quali fosforo, azoto e potassio, preventivamente trattati e deodorizzati provenienti dalle aree urbane limitrofe, poiché le zone strettamente risicole hanno un forte deficit di zootecnia sul territorio.
L’utilizzo di ammendanti organici oltre alle tecniche di agricoltura conservativa hanno consentito di ottenere (utilizzando un modello del JRC di Ispra) un bilancio di C positivo pari a 1,8 t/ha/anno, infatti alle 6,6 t/ha/a di CO2 stoccata nel suolo come Carbonio occorre sottrarre 4,8 t/ha/anno di CO2eq come emissione di gas serra.
Calcoli di emissioni di gas serra secondo il modello del JRC di Ispra
L’agricoltura sembra quindi essere elemento essenziale.
Per la verità non è tanto l’agricoltura quanto il territorio che, nelle zone circostanti le città, i paesi e le piccole comunità, cosi come quello circostante i centri di produzione Industriale e i distretti Industriali, è senza dubblo rurale.
E’ un territorio agricolo di tipologie diverse, ma comunque sempre rurale, montano, di campagna, di zone rurali ormai degradate, ma comunque sempre campestri. Poiché la popolazione si concentra oggi nelle zone urbane, che occupano solamente il 3,5% della superficie del Pianeta, è ovvio che è necessario prendersi cura di queste aree rurali che circondano le nostre città, cosi come i distretti industriali, perché solo lì è possibile ricostruire quei concetti di servizi ecosistemici e di presa in carico dell’ambiente e del bene comune che altrimenti, come già risulta oggi, diviene degradato e desertificato.
Stante inoltre la concentrazione di carichi e consumi nelle città, dovuta alla concentrazione di popolazione in zone molto limitate dal punto di vista dello spazio e l’aumento dei livelli di richiesta di risorse naturali e di energia, risulta intuitivo che le zone periurbane, prevalentemente rurali e le zone attorno ai distretti industriali, anch’esse rurali, diventino delle aree di sfogo e di approvvigionamento estremamente fondamentali per la salute ed il confort di tutta l’area urbana.
Il problema degli scarti, sia organici che in generale, rappresenta anch’esso una criticità per le condizioni di vita e di salute delle città e dei distretti industriali, tornando quindi a rendere le zone limitrofe come basilari per la risoluzione di queste criticità.
Altri problemi di fondamentale importanza sono quelli relativi all’inquinamento e al climate change che si concentrano anch’essi lì dove i consumi e le emissioni sono maggiormente addensati.
Ulteriori elementi sono correlati quindi alla naturale capacità di stoccaggio della CO2 da parte delle aree rurali e di quelle dedicate all’agricoltura, ai boschi, alle foreste e alle zone umide (come ai prati umidi, ecc.), cosi come importantissime sono le capacità di protezione contro il dissesto idrogeologico delle aree rurali nel contesto complessivo periurbano e nella capacità di assorbire le criticità delle zone cementate urbane e stradali.
Non ultimo viene rilevato il problema della sfera psicologica umana, quando vive in città troppo densamente popolate e inquinate. È stato condotto uno studio sull’attività cerebrale dove si evincono benefici dello stare a contatto con la natura.
*By limiting their contact with nature, people fail to maximize the advantages it offers for cognition and well-being” (Elizabeth K. Nisbet and John M. Zelenski in Psychological Science).
FUNZIONE
La possibilità di utilizzare ammendanti organici ha consentito di ridurre, ed in alcuni casi di eliminare completamente, l’apporto di concimi minerali e questo ha portato come risultato una ulteriore riduzione a livello aziendale (35%) delle emissioni di gas serra. Attualmente le quantità di carbonio immagazzinate nel terreno e nella biomassa non produttiva risultano inferiori a quelle emesse per la produzione, e quindi l’azienda coltiva e produce senza emissioni di gas serra. Al fine di migliorare ulteriormente le caratteristiche dei fertilizzanti organici da utilizzarsi in campo si è pensato di realizzare un centro per il recupero ed il riutilizzo degli elementi nutritivi ricavabili da materie organiche che fosse al servizio dell’azienda agricola e delle aziende agricole limitrofe, che si sono mostrate entusiaste dell’iniziativa. L’attività comprende un servizio di analisi e controllo dei fertilizzanti e dei terreni, per il monitoraggio del miglioramento della fertilità e della qualità ambientale dei suoli.
TECNOLOGIA
Il Centro ha la capacità di ricevere 120.000 t/anno di rifiuti e reflui, che vengono trasformati in circa 190.000 t di ammendante organico completamente igienizzato e deodorizzato da un trattamento anaerobico termofilo, e 4.000 t di solfato ammonico. L’energia utilizzata per i trattamenti dei rifiuti e la produzione dei fertilizzanti organici deriva esclusivamente dal biogas prodotto dal processo. Il calore prodotto dalla combustione del biogas consente di mantenere la temperatura di processo a 55°C per almeno 20 giorni e di generare una potenza elettrica di circa 2 MW e si stimano oltre 6.000 t di CO2eq. risparmiate in un anno.
Mentre per quanto riguarda il risparmio in termini energetici e di emissioni di gas serra, dovuto alla mancata produzione ed al trasporto di fertilizzanti minerali, la quantità di emissioni risparmiate, si stima superi le 6.000 t di CO2eq all’anno.
VANTAGGI
Il Centro per il recupero ed il riutilizzo degli elementi nutritivi consente la fertilizzazione e il miglioramento della fertilità dei suoli, senza la necessità di introdurre concimi chimici, in una significativa area cerealicola di circa 5.000 ettari. Gli elementi nutritivi sono raccolti presso gli allevamenti zootecnici, le industrie agroalimentari e gli impianti di depurazione degli scarichi fognari urbani e dalla raccolta differenziata.
La realizzazione di un Centro per il recupero ed il riutilizzo degli elementi nutritivi dal ciclo e consumo degli alimenti consente di promuovere sul territorio, sia esso extraurbano sia quello extra distretto industriale, un esempio di economia circolare, come soluzione alla riduzione delle materie prime e ad una gestione degli scarti più efficiente e sostenibile.
Attualmente, con le normali tecniche agricole, il ciclo degli elementi nutritivi, originariamente bilanciato, risulta interrotto in quanto l’agricoltura importa, soprattutto sotto forma di concimi minerali, gli elementi nutritivi asportati annualmente dal raccolto. Questa pratica, oltre a rendere la produzione agricola dipendente da concimi importati e costituire un forte costo economico per la UE, produce notevoli danni ambientali, in quanto tali elementi importati si sommano a quelli scaricati a valle dalle attività antropiche che utilizzano i prodotti agricoli stessi. Restituire a tale ciclo la propria circolarità, ovvero ripristinare la fertilità dei terreni agricoli attraverso il recupero degli elementi nutritivi asportati dai raccolti e scartati nelle fasi successive di utilizzo, può rendere autonoma un’area agricola dal punto di vista degli elementi nutritivi, riducendo l’inquinamento da nitrati e fosfati e contribuendo economicamente a rafforzare un settore strategico come l’agricoltura, garantendo sempre più una fertilizzazione organica ed equilibrata.
Il centro sarà in grado di produrre un surplus energetico annuale di oltre 12.000 MWh, e di sostituire le seguenti quantità di concimi minerali:
Input substrati organici [t/a] | 108,000 |
Output digestato (da iniettare nel terreno) [t/a] | 195,000 |
Quantità di fertilizzante che può essere sostituito con digestati [t/a] | |
Azoto come urea 46% | 2,676 |
Fosforo come Fosfato minerale 34% (P2O5) | 3,206 |
Potassio come Ossido di Potassio 60% (K2O) | 437 |
Senza considerare i benefici ambientali, la sostituzione dei concimi minerali con i fertilizzanti
prodotti nel Centro comporterà un beneficio economico annuale di oltre 2.000.000 €:
RISPARMIO | |||
Prezzo (t) (Eurostat 2006) | Costo per ton | Quantità [t] | Totale |
N | € 870.00 | 1231 | 1,070,970.00 |
P2O5 | € 930.00 | 1090 | 1,013,700.00 |
K2O | € 380.00 | 273 | 103,663.00 |
Totale € | 2,188,333.00 |
Mentre per quanto riguarda il risparmio in termini energetici e di emissioni di gas serra, dovuto alla mancata produzione ed al trasporto di fertilizzanti minerali, la quantità di emissioni risparmiate supererà le 5.000 t di CO2eq all’anno.
La possibilità di utilizzare ammendanti organici
ha consentito di ridurre, e in alcuni casi di
eliminare completamente, l’apporto di concimi
minerali e questo ha portato come risultato
un’ulteriore riduzione a livello aziendale (-35%)
delle emissione di gas serra.
Utilizzo di fertilizzanti organici e recupero di elementi nutritivi
La pratica di recuperare gli elementi nutritivi dagli scarti organici di qualsiasi natura, siano essi scarti delle lavorazioni agricole, reflui zootecnici, rifiuti umidi urbani o scarti di aziende agroalimentari può essere inserita anche all’interno dei distretti industriali, soprattutto quelli che fanno parte della filiera agrifood, intesa come processo “dal campo alla tavola e di nuovo al campo” Tale particolare release del Nutrient Recovery Center consente di rendere gli impianti delle aziende agroalimentari dotate di depuratori, sostenibili dal punto di vista economico e finanziario oltre che ambientale ed inoltre consente di recuperare gli elementi nutritivi che possono essere reimmessi nelle pratiche di coltivazione e allevamento, per produrre quelle derrate alimentari che sono necessarie alla stessa filiera agrifood. Il sistema di recupero dei nutrienti è infatti molto positivo dal punto di vista della produzione energetica, che oltre ad assolvere i servizi ausiliari di impianto può essere immessa in rete o utilizzata per gli scopi più disparati ed inoltre produce solfato ammonico (concime di elevato contenuto agronomico), oltretutto sfruttando gran parte delle facilities presenti in impianto per le normali condizioni di uso e quindi ottimizzando di molto i costi complessivi e quindi assolvendo alla funzione ambientale ed economica in modo positivo, anche e nonostante il necessario downsizing degli impianti La produzione energetica inoltre può essere scambiata sul posto e inviata agli eventuali cogeneratori o sistemi di caldaie per recuperare sul posto, quindi senza dover usare la rete pubblica, la energia autoprodotta, magari in combinazione con impianti fotovoltaici installati sui tetti i sulle coperture aziendali oppure impianti agri voltaici impiantati nelle zone rurali circostanti, magari di proprietà delle stesse aziende agroalimentari, ma senza consumare suolo destinato alla produzione agricola. Discorso analogo può ovviamente essere fatto anche all’interno dei depuratori municipali, dove addirittura le economie di scala sono ancora più favorevoli, ovviamente innalzando i ritorni finanziari nel miglior rispetto del recupero di materia, energia e ambiente.