Nel 2021, in Italia, le fonti energetiche rinnovabili hanno trovato un'ampia diffusione e confermato il loro ruolo di primo piano nel sistema energetico nazionale, in tutti i settori di impiego, per la produzione di energia elettrica, calore e biocarburanti. Dall'analisi dei dati redatti dal GSE nel rapporto "Energia da fonti rinnovabili in Italia" si evince come, nel 2020, le energie rinnovabili (idroelettrico, solare, eolico, bioenergie e geotermia) abbiano soddisfatto il 17,8% dei consumi finali lordi nazionali: tale valore ha superato il target prefissato dalla Direttiva n. 2009/28/CE per il 2020 (17%), sebbene in flessione rispetto al valore del 2019 (18,3%).
Una tecnologia ampiamente adoperata dalle aziende agricole italiane è quella inerente la digestione anaerobica. Tale tecnologia è divenuta indispensabile per la produzione sia di energia rinnovabile (biogas e biometano) che di materia organica naturale (digestato) in grado di ridurre l'impiego dei fertilizzanti di sintesi chimica, le emissioni di ammoniaca e dei gas ad effetto serra. Ad esempio, il digestato permette di diminuire di circa 840 kg CO2 eq. per ettaro le emissioni climalteranti e di incrementare la sostanza organica nel suolo da 0.5 a 1 tonnellata per ettaro ad anno di carbonio.
In Italia, nel 2021, sono operativi 2.201 impianti di biogas di cui 1.734 impianti sono ubicati in ambito agricolo (fonte TERNA) e, prevalentemente, nelle Regioni del Bacino Padano. Infatti, nel 2021, si rappresenta che oltre il 70% della produzione complessiva nazionale di energia elettrica da biogas è fornita dalle regioni dell'Italia settentrionale e, in particolare, dalla Lombardia, seguita dal Veneto, dall'Emilia Romagna e dal Piemonte (Fig. n. 1).
Gli impianti di biogas, in Italia, sono alimentati da oltre 40 milioni di tonnellate di biomasse agricole trattate (circa il 60% da effluenti zootecnici, il 30% da colture dedicate e il 10% da sottoprodotti agroindustriali) e producono circa 2.2 miliardi di m3 standard di biometano e circa 3 milioni di tonnellate di digestato.
In Italia, la maggior parte degli impianti prevede un'alimentazione in codigestione, mentre quelli aventi una dieta monotipo sono poco diffusi.
Tali impianti hanno una potenza media installata pari a circa 1 MWh. Si rileva che l'Italia è il secondo paese produttore di biogas in Europa e quarto al mondo (fonte EBA, 2021).
Per il settore, gli impianti di biogas sono centrali per la competitività delle imprese agricole; la diversificazione e l'innovazione delle produzioni; l'adozione di modelli di produzione più sostenibili; l'integrazione delle fonti di reddito; l'incremento occupazionale; la sopravvivenza delle attività agricole anche nelle aree più marginali; lo sviluppo della bioeconomia circolare e sostenibile; la valorizzazione dei reflui zootecnici, sottoprodotti, scarti di lavorazione e residui vegetali (fig. n. 2).
A riguardo si rappresenta che, dall'analisi dei dati EUROSTAT (Gryta et al., 2020), la produzione annua di composti organici nell'Unione europea è pari a 1,6 miliardi di tonnellate di cui il 61% è costituito da reflui zootecnici, il 25% da residui vegetali, il 7% da rifiuti industriali e la restante percentuale (pari al 7%) dai rifiuti solidi urbani. Il valore inerente la produzione dei reflui zootecnici rappresenta un dato rilevante per le aziende agricole in termini di impatti ambientali, mentre la loro valorizzazione in un impianto di digestione anaerobica permetterebbe di ridurre sia le emissioni di gas climalteranti, che la volatilizzazione dell'ammoniaca, nonché i fenomeni di eutrofizzazione causati dalla lisciviazione dell'azoto.
Infine, si rileva che la continua evoluzione ha contribuito ad affiancare all'impiego del biogas per la produzione di energia elettrica l'azione di purificazione del biogas prodotto per l'ottenimento del biometano da immettere direttamente nella rete del gas naturale. Per il biometano risultano, a luglio 2022, operativi e/o in fase di avvio 35 impianti in Italia (fonte CIB).
Tuttavia, occorre predisporre sia l'adeguamento degli impianti di biogas esistenti che la realizzazione delle infrastrutture necessarie per la distribuzione. Tale scenario risulta particolarmente importante anche alla luce della recente crisi energetica e del raggiungimento degli obiettivi di mitigazione climatica. Infatti, l'impiego del biometano contribuisce a decarbonizzare vari settori come quello dei trasporti, energetico e residenziale. Il biometano rappresenta una fonte energetica domestica in grado di contribuire fino al 15% circa della domanda di gas entro il 2030. Questo concorre al perseguimento dell'obiettivo del raggiungimento di 35 miliardi di metri cubi (bcm) di produzione annua della UE di biometano entro il 2030, come disposto dalla Commissione europea nel piano RePowerUE.
Dall'analisi dei dati prodotti dalle associazioni di categoria (ad es. CIB) si rileva che in Italia le aziende di biometano, nel 2020, hanno prodotto circa il 20% del metano impiegato nel settore dei trasporti e, in particolare, in quello cd. "trasporto leggero". In tale settore si prevede un incremento fino al 50% entro il 2023.
I risultati scaturiti dal progetto europeo di ricerca Exogenous Organic Matter (EOM4SOIL[1]), nell'ambito dell'European Joint Programme on Soil (EJP SOIL[2]), che mira a identificare le migliori pratiche di apporto di materia organica esogena al suolo, sono stati al centro di un webinar proposto dal CREA - Centro di ricerca Politiche e Bioeconomia, lo scorso 17 ottobre.
In particolare, è stata affrontata la tematica della filiera del biogas, digestato e biometano in Italia, anche tramite l'illustrazione di alcuni casi studio inerenti la valorizzazione energetica del settore agricolo, i sistemi termochimici di conversione delle biomasse e il controllo delle emissioni. In un contesto internazionale sempre più complesso dal punto di vista della gestione delle risorse e della produzione di energia, le fonti rinnovabili sono destinate ad essere sempre più rilevanti, in particolare quelle in grado di garantire l'economia circolare e la bioeconomia.
In apertura il referente del programma EJP SOIL per il CREA - Centro di ricerca Politiche e Bioeconomia, Giovanni Dara Guccione, ha evidenziato i progetti di ricerca sviluppati dall'ente, tra cui quello oggetto dell'evento.
Maria Valentina Lasorella, ricercatrice del CREA, ha evidenziato come, negli ultimi decenni, le aziende agricole italiane abbiano intensificato i processi di diversificazione delle attività produttive al fine di integrare l'offerta dei prodotti strettamente o propriamente definiti agricoli con servizi e attività connessi ed innovativi come le energie rinnovabili e i prodotti biobased. In tale contesto si sviluppa il progetto EOM4SOIL, che mira ad identificare le migliori pratiche di apporto di materia organica al suolo come il digestato, il compost e il biochar (di seguito definiti EOMs), attraverso la loro caratterizzazione chimico - fisica, quantificazione e disponibilità; la valutazione degli effetti derivanti dalla loro applicazione sui suoli (best management practices); l'analisi delle politiche in materia e la redazione di linee guida e raccomandazioni per la promozione delle migliori pratiche di gestione dell'EOM in diversi sistemi agricoli europei (ad es. seminativi e vigneti) e in differenti condizioni pedoclimatiche.
Ilaria Falconi, ricercatrice del CREA, si è focalizzata sull'impiego dei reflui zootecnici, degli scarti di lavorazione e dei residui colturali come matrici organiche in termini sia di impiego agronomico (digestato) che di sviluppo delle agroenergie (biogas e biometano).
La valorizzazione dei reflui zootecnici rappresenta l'elemento fondamentale per realizzare un modello virtuoso di bioeconomia circolare e sostenibile in grado di restituire sostanza organica ai terreni, di ridurre le emissioni di metano, ammoniaca e protossido di azoto in atmosfera e di produrre biofertilizzanti, biocarburanti e biomateriali, contribuendo così al raggiungimento degli obiettivi ambientali previsti dal Green Deal, tra cui la riduzione dell'impiego di fertilizzanti di sintesi, l'incremento delle energie rinnovabili nel mix energetico e il raggiungimento della neutralità climatica entro il 2050. Inoltre, sono state analizzate sia le divergenze d'intenti tra le politiche climatiche e quelle energetiche, che le potenzialità e gli ostacoli allo sviluppo della filiera italiana del biogas e biometano.
Sergio Piccinini, dirigente di ricerca del Centro ricerche produzioni animali (CRPA), ha illustrato le tecnologie in grado di sviluppare la filiera del biogas e biometano. Infatti, l'upgrading del biogas al biometano, ovvero la separazione del metano dall'anidride carbonica, rappresenta la tecnologia maggiormente impiegata al fine di rendere il biometano energeticamente efficiente. In Italia si potrebbe produrre fino a 8,5 miliardi di metri cubi di biometano entro il 2030, pari a circa il 12-13% dell'attuale fabbisogno annuo di gas naturale.
Lorella Rossi, responsabile area tecnica del Consorzio Italiano Biogas (CIB), ha sia rappresentato le problematiche scaturite dall'emanazione del nuovo decreto attuativo sul biometano che illustrato il progetto "Farming for Future - 10 azioni per coltivare il futuro". Tale progetto è declinato in 10 azioni, in linea con gli obiettivi del Green Deal e le relative strategie di settore (Strategia Farm to Fork e Strategia sulla Biodiversità al 2030), e basato sulla necessità di sviluppare il biogas agricolo al fine di rinnovare l'agricoltura italiana, ridurre l'impatto ambientale dell'agricoltura e mitigare gli effetti del climate change.
Nicola Colonna, ricercatore dell'Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l'energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA), ha presentato il progetto Horizon "DELISOIL" volto alla valorizzazione dei residui agro-industriali per la produzione di ammendanti sostenibili a sostegno della salute dei suoli europei. Nel dettaglio, verranno impiegate tecnologie innovative per la conversione dei residui derivanti dalle industrie di trasformazione e produzione alimentare in ammendanti del suolo. Tali ammendanti saranno testati per valutare la loro stabilità, la biosicurezza e i parametri molecolari. Inoltre, verrà analizzata sia l'impronta ambientale degli ammendanti che il loro impatto sulla salute del suolo, sulle prestazioni agronomiche e sui rischi ambientali. Il progetto identificherà le barriere e i fattori abilitanti tecnologici, legislativi, finanziari e sociali per la conversione dei flussi di residui della lavorazione alimentare in ammendanti organici e prodotti fertilizzanti.
Il caso studio
Serena Vanzetti dell'azienda agricola SPERANZA, in conclusione, ha presentato l'azienda ed evidenziato il ruolo svolto dal contributo pubblico per la realizzazione dell'intero impianto. Infine, ha rappresentato le potenzialità, i punti di forza e di debolezza dell'intera filiera di approvvigionamento del biogas - biometano a livello italiano.
La situazione italiana nel comparto delle energie rinnovabili vede il nostro governo sempre più impegnato a porre maggiore attenzione al settore fotovoltaico ed eolico, ma anche al settore delle agroenergie, e in particolare a quelli del biogas e del biometano. Nel Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) le energie agricole e forestali sono state inserite sia nella misura inerente lo sviluppo del biometano che nel programma ad hoc denominato "Green Communities", rivolto allo sviluppo sostenibile e resiliente dei territori rurali e di montagna. Per incentivare questo settore è vagliata l'ipotesi di strutturare misure utili a finanziare la ricerca e l'innovazione tecnologica al fine di contribuire al raggiungimento degli obiettivi energetici e climatici che il Consiglio ha convenuto di fissare a livello dell'UE del 40% di energia da fonti rinnovabili nel mix energetico complessivo entro il 2030 a cui sono chiamati gli stati membri che dovranno aumentare i contributi nazionali stabiliti nei loro piani nazionali integrati per l'energia e il clima, la cui revisione per l'Italia è stata trasmessa lo scorso luglio in commissione europea, al fine di conseguire collettivamente il nuovo obiettivo.
Per raggiungere gli obiettivi prefissati dall'UE, sono ancora necessari ulteriori sforzi. Infatti, per far sì che il 33% del consumo finale di energia ricavata da fonti rinnovabili, previsto dall'attuale PNIEC, possa raggiungere almeno il 42,5% entro il 2030, come previsto dalla legge climatica europea, l'Italia dovrà risolvere alcune problematiche, connesse soprattutto all'attuazione di un effettivo sistema incentivante che premi qualità e quantità, e disporre di politiche mirate a una maggiore integrazione con la vera vocazione dell'azienda agricola verso le cosiddette "colture food". Tutto ciò non deve però far dimenticare la necessità imprescindibile di dover pianificare e regolamentare analiticamente la costruzione e l'installazione degli impianti siano questi per la produzione di biogas/biometano che fotovoltaici in particolare se a terra o su aree agricole per i connessi impatti ambientali a carico del settore tali da poter ridurre o addirittura vanificare la finalità di salvaguardia e tutela dell'ambiente che tali fonti di energia pulita certamente si prefiggono.
Assunta Amato, Mario Cariello, Giovanni Dara Guccione, Ilaria Falconi, Maria Valentina Lasorella, Roberta Ruberto
PianetaPSR numero 128 ottobre/novembre 2023
Per approfondire: Webinar - La filiera del biogas e biometano in Italia: lo stato e le prospettive per il settore agricolo (reterurale.it)