Perché i gruppi elettrogeni a biogas sono vantaggiosi per l'agricoltura?

Generazione di energia in azienda con gruppi elettrogeni a biogas

Conversione di letame e residui colturali in elettricità affidabile prodotta in loco

I generatori di biogas utilizzano diversi tipi di scarti agricoli, dai reflui zootecnici ai residui colturali, trasformandoli in elettricità direttamente sul posto. Ciò significa che gli agricoltori non devono più fare affidamento in misura così elevata sulla rete elettrica, il che risulta particolarmente utile per alimentare apparecchiature che richiedono un approvvigionamento energetico continuo, come le macchine per la mungitura e le unità di refrigerazione. Quando le aziende agricole trattano autonomamente i propri rifiuti invece di inviarli altrove, riducono i costi di trasporto e diminuiscono le emissioni di metano di circa il 90% rispetto alla situazione in cui i rifiuti vengono semplicemente accumulati in vasche aperte. I motori impiegati in questi sistemi riescono a recuperare circa tre quarti fino a quattro quinti dell’energia contenuta nel biogas, e nella maggior parte dei casi la produzione di elettricità avviene con un rendimento pari a circa la metà di quello delle centrali elettriche tradizionali, risultando quindi complessivamente molto efficienti.

Efficienza e resilienza operativa dei sistemi combinati di produzione di calore ed energia (CHP)

I sistemi di cogenerazione (CHP) aumentano notevolmente l’efficienza perché recuperano tutto il calore altrimenti disperso — circa il 30-50% dell’energia prodotta — e lo utilizzano per applicazioni quali il riscaldamento di stalle, il controllo del clima nelle serre o il mantenimento dei digestori alla temperatura ottimale. Secondo dati recenti del Dipartimento dell’Energia statunitense riportati nel loro rapporto del 2023, questi sistemi possono raggiungere un’efficienza pari a circa l’85%. Si tratta di un risultato davvero impressionante rispetto ai metodi tradizionali. Quando le reti elettriche vanno in blackout a causa di tempeste o altri problemi, gli impianti CHP continuano a funzionare senza interruzioni, motivo per cui molti agricoltori vi fanno ampio affidamento. I nuovi generatori a biogas disponibili oggi sono dotati di componenti modulari che ne semplificano la manutenzione, e gli agricoltori segnalano un tempo di attività superiore al 95% con una corretta manutenzione. Inoltre, poiché il recupero del calore riduce lo stress sui motori, la maggior parte degli operatori osserva un allungamento della vita utile dei motori di 15-20 anni rispetto a quella degli equipaggiamenti standard.

Vantaggi economici dell'installazione di un gruppo elettrogeno a biogas

Riduzione dei costi energetici e sostituzione del carburante diesel

Gli agricoltori possono risparmiare sulle bollette energetiche trasformando i rifiuti aziendali in energia utilizzabile grazie ai generatori a biogas. Ciò comporta una minore dipendenza dalle fonti esterne di elettricità e l’eliminazione di quei costosi sistemi di backup a diesel. Prendiamo ad esempio la Fair Oaks Dairy, che tratta il letame prodotto da circa 9.000 mucche. Secondo Greengas Inc., questo impianto sostituisce ogni anno circa 1,5 milioni di galloni di carburante diesel. Inoltre, quando questi sistemi sono configurati come unità di cogenerazione (produzione combinata di calore ed energia elettrica), le aziende agricole registrano generalmente una riduzione complessiva dei costi energetici compresa tra il 30% e il 50%. Costi inferiori significano un ritorno sull’investimento più rapido e risultati finanziari migliori per le aziende agricole che intendono diventare sostenibili senza rinunciare alla redditività.

Generazione di ricavi dai rifiuti e riduzione delle spese per fertilizzanti tramite il digestato

I sistemi a biogas portano molto più che semplici risparmi in bolletta. Generano infatti anche ulteriori flussi di reddito. Quando questi sistemi producono elettricità in eccesso, gli agricoltori possono ricevere un compenso attraverso vari programmi per l’energia verde. Alcuni stati consentono addirittura la vendita diretta di tale energia alle aziende di distribuzione elettrica mediante appositi contratti. Un altro prodotto derivante da questi sistemi è il digestato. Immaginatelo come un fertilizzante naturale ricco di nutrienti. La maggior parte degli agricoltori scopre che, dopo aver avviato questo processo, ha bisogno di molto meno fertilizzante acquistato commercialmente — in alcuni casi fino al 90% in meno! Questo materiale è più efficace perché le piante assorbono l’azoto con maggiore facilità e si riduce il rischio di scarichi nocivi nei corsi d’acqua. Dati reali dimostrano che le aziende agricole che passano a questo sistema riducono tipicamente le proprie spese annuali dal 20% al 40%. Tuttavia, non si tratta soltanto di risparmiare denaro: si tratta soprattutto di una migliore integrazione tra la gestione dei fabbisogni energetici e quella degli scarti aziendali, come il letame e altri rifiuti di origine agricola.

Vantaggi ambientali degli insiemi di generatori a biogas nelle operazioni agricole

Cattura del metano, riduzione dei gas serra e agricoltura intelligente dal punto di vista climatico

I generatori a biogas impediscono il rilascio di metano nell'atmosfera proveniente da lagune per letame e da altri materiali di scarto in decomposizione. Il metano è infatti circa 28 volte più dannoso per il clima rispetto all'anidride carbonica. Quando le aziende agricole catturano questo biogas e lo bruciano, trasformano un grave problema ambientale in energia utilizzabile. Questo processo può ridurre le emissioni di gas serra di circa il 60% per le aziende agricole partecipanti. Per ogni tonnellata di letame trattata dal sistema, ogni anno vengono evitate emissioni pari a circa 2,5 tonnellate di CO₂ equivalente. Queste riduzioni contribuiscono al rispetto di vari standard agricoli favorevoli al clima e facilitano la conformità delle aziende alle normative, come quelle previste dal programma AgSTAR dell'EPA.

Controllo degli odori, riduzione dei patogeni e smaltimento differenziato dei rifiuti organici

La digestione anaerobica riduce naturalmente i cattivi odori perché degrada gli acidi grassi maleodoranti e le sostanze a base di zolfo. I test dimostrano che questa tecnica può ridurre gli odori fastidiosi di circa l’80% rispetto al semplice stoccaggio dei rifiuti in vasche aperte. Mantenendo le temperature elevate per periodi prolungati, compresi tra 50 e 60 gradi Celsius, viene eliminata la maggior parte dei batteri patogeni. Oltre il 90% dei microrganismi pericolosi, come Escherichia coli e Salmonella, scompare, insieme alle uova di parassiti. Inoltre, anziché smaltire tutti questi materiali organici in discarica o lasciarli inquinare i sistemi idrici, la digestione anaerobica trasforma i nutrienti in una forma effettivamente utilizzabile dalle piante. Ciò contribuisce a prevenire il dilavamento dei nitrati verso le nostre fonti idriche e a mantenere complessivamente più sani i bacini idrografici locali.

Digestato: Un sottoprodotto sostenibile che migliora la salute del suolo

Ciò che esce dai generatori di biogas non è semplice materiale di scarto, ma un prezioso fertilizzante organico che trasforma ciò che altrimenti verrebbe scartato in una risorsa benefica per il suolo. Il residuo liquido di questo processo contiene dal 60 al 80 percento di azoto assimilabile dalle piante, oltre a quantità significative di fosforo e potassio. Gli agricoltori che sostituiscono i comuni fertilizzanti chimici con questo prodotto osservano spesso un miglioramento della crescita delle colture compreso tra il 10 e il 30 percento. Inoltre, nel tempo il suolo diventa più fertile, poiché trattiene meglio l’acqua e presenta una struttura complessivamente migliorata. Un grande vantaggio è che il processo di digestione anaerobica elimina tutti quei batteri nocivi e i cattivi odori associati al letame fresco, rendendo così il digestato molto più sicuro da distribuire sui campi, senza preoccuparsi di problemi di contaminazione. La maggior parte degli agricoltori riesce ad applicare questo digestato utilizzando le attrezzature già in dotazione, riducendo quindi la spesa per costosi fertilizzanti commerciali. Dopo diverse stagioni di impiego regolare del digestato, il suolo diventa più ricco di humus e mostra una resistenza alla siccità circa il 70 percento superiore rispetto ai metodi convenzionali. Ciò rende il digestato un elemento fondamentale delle moderne pratiche agricole che operano in armonia con la natura, anziché contro di essa.