Il Consorzio VIRGINIA TRADE Società Cooperativa Agricola a r.l. è stato costituito nel 2008 e i soci fondatori sono la FATTORIA AUTONOMA TABACCHI Società Cooperativa a r.l., la PRO AGRI - Consorzio Produttori Agricoli Società Cooperativa a r.l. e la FATTORIA AGRI & SERVICE.

Come previsto dall’art. 6 del Regolamento Regionale 11 maggio 2011 n. 4 l’impianto è aziendale in quanto, contestualmente, l’Ente è proprietario dell’impianto, produttore della materia prima utilizzata in impianto e utilizzatore a fini agronomici del digestato prodotto nei propri terreni.

Le normative che regolano la costruzione e l’esercizio di impianti alimentati a FER (Fonti Energetiche Rinnovabili) sono il D.Lgs. 29 dicembre 2003 n.387, il D. Lgs. 3 marzo 2011 n. 28 e, nella Regione Umbria, i Regolamenti Regionali 11 maggio 2011 n. 4 e 5 agosto 2011 n. 7.

IMPIANTO BIOGAS BONSCIANO - ENTRATA IN ESERCIZIO ANNO 2012

L’impianto è articolato nelle seguenti sezioni:

• Sezione stoccaggio materia prima
• Sezione preparazione materia prima
• Sezione di digestione anerobica
• Sezione di trattamento e depurazione biogas
• Sezione di cogenerazione
• Sezione di stoccaggio e trattamento digestato
• Sezione di comando e controllo impianto
• Macchinari di preparazione e triturazione della biomassa

LA DIGESTIONE ANAEROBICA DI BIOMASSE AGRICOLE

Orientare l’agricoltura verso produzioni energetiche alternative ai combustibili fossili convenzionali è una via possibile per la realizzazione di una strategia di sviluppo sostenibile.

La costruzione di impianti di biogas per la produzione di energia elettrica e termica alimentati da biomasse agricole oltre che da reflui zootecnici, è di grande attualità.

La digestione anaerobica è un complesso processo di tipo biologico grazie al quale, in assenza di aria (ossigeno), la sostanza organica viene trasformata in biogas che raccolto, depurato dall’umidità, convogliato in un cogeneratore, motore a combustione interna che produce contemporaneamente energia elettrica ed energia termica, produrrà queste tipologie di energia.

Il biogas è costituito prevalentemente da una miscela di metano (CH4) ed anidride carbonica (CO2).

La quantità percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica utilizzata e delle condizioni di processo da un minimo del 55% a circa l’80%.

Affinché il processo abbia luogo è necessaria l’azione di diversi gruppi di microrganismi, sempre presenti nella matrice organica naturale, in grado di trasformare il substrato organico di partenza in composti intermedi, i principali dei quali sono l’acido acetico (CH3COOH), l’anidride carbonica (CO2) e l’idrogeno (H2) a loro volta utilizzati da microrganismi detti “metanigeni” che concludono il processo di trasformazione biologica producendo metano.

Le matrici organiche possono avere origini diverse, nel presente progetto sono di origine vegetale e appositamente coltivate.

Il vantaggio della digestione anaerobica è la conversione della materia organica in metano (CH4) ed anidride carbonica (CO2) e quindi porta alla produzione finale di una fonte rinnovabile di energia sotto forma di un gas combustibile ad elevato potere calorifico. L’ambiente di reazione ottimale è intorno alla neutralità, il pH è vicino a 7 - 7,5 e la temperatura di processo è di circa 38 - 40°C.TECNOLOGIA

ADOTTATA E RISULTATI ENERGETICI ATTESI

Il processo di digestione anaerobica ha ormai raggiunto alti livelli di affidabilità con elevate rese in biogas.

• Sotto il profilo ecologico i benefici possono essere così sintetizzati:
• Sostituzione dei combustibili fossili
• Produzione di energia elettrica dalla filiera agricola senza emissione di CO2
• Diminuzione delle emissioni di metano
• Diminuzione per via indiretta degli altri gas serra
• Per l’agricoltura i vantaggi ottenibili sono:
• Nuova fonte di reddito con la vendita di energia verde
• Importante risparmio energetico
• Grande quantità di calore da utilizzare in azienda e/o da vendere
• Produzione di concimi organici
• Produzione di acque idonee alla irrigazione

L’impianto opererà in assetto cogenerativo e produrrà circa 8.000.000 KWh/anno di energia elettrica che verrà ceduta alla rete al netto degli autoconsumi.

L’ energia termica, recuperata sottoforma di acqua calda a 85 °C, verrà in parte utilizzata in impianto e in parte verrà ceduta a terzi tramite una rete di tele riscaldamento.

APPROVVIGIONAMENTO DELLA MATERIA PRIMA

La materia prima sarà prodotta direttamente nei terreni di proprietà dei Soci delle Cooperative a loro volta associate al Consorzio Virginia Trade e ricadenti nei comuni di Città di Castello e Umbertide.

Il raggio di approvvigionamento della materia prima sarà quindi entro 30 km dall’impianto come previsto dal Regolamento Regionale n. 4 del 2011 art. 9.

Il costruendo impianto necessiterà, annualmente, di circa ton. 20.000 tonnellate di insilati di mais, cereale a ciclo primaverile-estivo, adatto a terreni di pianura e di triticale, cereale a ciclo autunno-vernino in grado di valorizzare le aree collinari a cui verranno aggiunti circa mc. 780 di liquame bovino prodotti nelle stalle di associati.

Tale sistema di alimentazione dell’impianto rappresenta una reale filiera corta.

Le fotografie seguenti possono dare un’idea del tipo di raccolta e di prodotto che verrà conferito all’impianto.

DIGESTATO PRODOTTO, SUE CARATTERISTICHE

Il digestato è la parte residua del processo di biodigestione anaerobica ed è costituito dalle parti non digeribili della biomassa, essenzialmente lignina, cellulosa, emicellulose e sali minerali assorbiti dalla pianta durante il suo accrescimento in campo.

E’ un materiale con caratteristiche intermedie tra il letame e il compost, quindi estremamente valido quale ammendante dei terreni, con conseguente riduzione di necessità di apporti esogeni di fertilizzanti chimici. Il suo riutilizzo sui suoli che hanno prodotto la biomassa è quindi altamente auspicabile al fine di garantire la sostenibilità, nel tempo, della produzione e mantenere un buon tenore di sostanza organica nei terreni, fondamentale per la fertilità agronomica e la riduzione dei rischi di erosione.

Il processo di produzione del biogas digerisce circa il 60% della sostanza organica di cui è costituito l’insilato, ovvero le frazioni più rapidamente degradabili: amidi, grassi e proteine. La restante quota di sostanza organica, formata prevalentemente da cellulosa, emicellulose e lignina, rimane come residuo indigerito e, insieme all’acqua contenuta nell’insilato, va a costituire il cosiddetto digestato, che si presenta fisicamente come una sospensione al 5% di sostanza secca (“digestato liquido”) ed un tenore dei principali elementi minerali che rispecchia totalmente quanto a suo tempo assorbito dalle piante con cui gli insilati sono stati prodotti. Il fatto che il digestato risulti costituito essenzialmente da cellulosa, emicellulosa e lignina è, dal punto di vista agronomico, un elemento di considerevole interesse, in quanto sono proprio queste le porzioni della sostanza organica vegetale maggiormente responsabili della genesi dell’humus stabile del terreno, a seguito del normale processo di umificazione.  Questa considerazione ha un grande significato agro-ambientale, in quanto l’humus stabile risulta direttamente coinvolto nei processi di strutturazione degli aggregati del suolo, con positivi riflessi sulla sua fertilità agronomica. In particolare, è tutto il complesso della fertilità fisica, chimica e biologica del terreno che risente dei benefici effetti dell’incremento del tenore di humus del suolo. Infatti, ciò contribuisce a migliorare i rapporti aria-acqua con innegabili, positivi effetti sul suo biochimismo. Tutto questo significa  che il terreno risulterà contraddistinto da una maggiore capacità di scambio cationico con innegabili benefici effetti sull’attitudine del terreno a trattenere elementi chimici e molecole soggetti a dilavamento dovuto alle acque gravitazionali. Del resto, bisogna poi considerare che un terreno contraddistinto da maggiore fertilità agronomica riesce a dar luogo a produzioni crescenti con minor apporto di acqua irrigua e concimi chimici. Tutto questo contribuisce, quindi, a migliorare il rapporto agricoltura-ambiente, tanto che negli areali sensibili di molte regioni italiane le norme di buona pratica agricola incentivano l’uso di fertilizzanti su base organica.

Il ritorno del digestato sui terreni è pertanto, stante la sua natura, del tutto equivalente all’interramento di una coltura o di una quota parte di questa, così come avviene nel caso dell’antichissima pratica del sovescio (ad esempio di trifoglio) o dell’interramento dei residui colturali (paglia del grano e residui del mais), salvo che in tal caso si ha la preventiva, parziale digestione della sostanza organica d’origine. Sotto il profilo biologico, il processo in questione è assimilabile alla digestione operata dai ruminanti, come ad esempio i bovini, sia da carne che da latte.

Il digestato è quindi un materiale con caratteristiche intermedie tra il letame ed un compost.

Il reimpiego di questo digestato ai fini dell’ammendamento dei terreni risulta di estremo interesse nell’intento anche di rendere il ciclo bioenergetico il più possibile sostenibile, limitando gli apporti esogeni di acqua e fertilizzanti. Sotto questo aspetto, la digestione anaerobica, oltre a produrre energia a costo ambientale Kyoto nullo, risulta particolarmente interessante anche in una prospettiva ecologica più ampia. Infatti, consente di sequestrare, come sostanza organica applicata al suolo, una quota della CO2 a suo tempo assorbita dalla biomassa con la fotosintesi, rendendola disponibile progressivamente con la mineralizzazione. Inoltre, riportando al terreno la gran parte dell’azoto e la totalità degli elementi minerali che le stesse colture energetiche avevano prelevato, riduce la spesa energetica per la produzione, trasporto ed applicazione di una quota parte dei fertilizzanti che la biomassa stessa richiede per la sua produzione. Di rilevante interesse è anche il recupero di buona parte dell’acqua impiegata dalle colture energetiche per produrre la biomassa stessa (circa 400 kg di acqua/kg di sostanza secca prodotta) e che può essere utilmente valorizzata ai fini irrigui, così da ridurre la competizione tra ciclo produttivo agricolo e impieghi civili nei periodi estivi.

E’ importante inoltre richiamare l’attenzione sul fatto che quando si parla di impatto ambientale dell’esercizio agricolo sulle acque di falda è sempre l’elemento azoto quello che presenta le maggiori problematiche. Infatti, nella sua forma nitrica, è fortemente dilavato dalle acque di pioggia e quindi suscettibile di poter contaminare gli acquiferi. Il digestato proveniente dall’impianto a biogas non contiene frazioni di azoto nitrico, in quanto tutto il processo dell’impianto ha luogo in condizioni di anaerobiosi e quindi di carenza di ossigeno. Ne consegue che tale digestato, per la sua frazione azotata, risulta costituito essenzialmente da frazioni d’azoto ammoniacale e organico, in particolare amminoacidico e proteico. Tutto questo rappresenta una sicurezza sotto il profilo ecologico, in quanto le forme di azoto appena ricordate non sono suscettibili a processi di dilavamento e, per la trasformazione ad azoto nitrico, richiedono temperature, presenza di ossigeno e tempo. Infatti, il processo di nitrificazione è un tipico processo biologico che marcia in maniera graduale, secondo condizioni che corrispondono a quelle favorevoli per la vita delle piante. Il processo raggiunge il suo optimum intorno ai 25-30°C, mentre risulta inibito da temperature inferiori ai 5°C.

IMPIANTO FOTOVOLTAICO

Entrata in esercizio del 2010 e sviluppa una potenza di 938,40 kW l’impianto è situato in via Carlo Marx n.°4 utilizza un lastrico solare sul tetto dell’edificio.

L’impianto è costituito da n.1 generatore fotovoltaico composti da n° 4230 moduli fotovoltaici e da n° 4 inverter. L’impianto rientra nella classificazione tipologica architettonicamente integrato.
La potenza nominale complessiva di 983,34 KWp per un produzione di 1.092.038,5 KWh annui, impianto distribuito su una superficie di 7.191 metri quadrati.

RIDUZIONI EMISSIONI INQUINANTI IN ATMOSFERA
L'impianto riduce le emissinoni inquinanti in atmosfera secondo la seguente tabella annuale: