PROGETTI di ricerca e innovazione

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PROGETTI

Miglioramento dell’utilizzo e digeribilità dei residui di coltivazione in relazione alla conversione in biocarburanti

Acronimo

BIOMASSVAL

Sommario

Il progetto, finanziato dal Ministero per le Politiche Agricole, Alimentari e Forestali, sviluppa filiere produttive di tipo misto alimentare/energetico mediante l’utilizzo di tecniche e strumenti derivanti da genetica, genomica, e biotecnologie.

Descrizione

Fra le fonti rinnovabili di energia la biomassa rappresenta in Italia la più consistente ma, nonostante l’elevata potenzialità, essa attualmente copre solo il 3% del fabbisogno energetico nazionale. Consistenti sforzi sono diretti attualmente allo sviluppo di nuove colture specificamente dedicate alla produzione di biomassa per la conversione in carburanti. Tale approccio però richiede che grandi superfici di terra arabile siano convertite a queste nuove colture, sottraendo terra alle colture tradizionali, il che porterebbe ad un aumento dei prezzi dei generi alimentari e influenzerebbe negativamente l’economia delle aree rurali, gli ecosistemi agricoli ed il paesaggio. Con il presente progetto invece proponiamo di valorizzare e ottimizzare l’utilizzo di residui colturali ottenuti dopo il raccolto da specie coltivate per usi alimentari, nella convinzione che ciò possa fornire un valore aggiunto ad un materiale che attualmente ha un utilizzo limitato. Il progetto BIOMASSVAL svilupperà il concetto di Global Harvest Index, tenendo in considerazione sia l’uso alimentare delle parti commestibili (frutto, granella) che quello non alimentare delle parti vegetative. Il progetto prenderà in considerazione specie largamente utilizzate in Italia per scopi alimentari (pomodoro, orzo, frumento e vite), con l’obiettivo di ottimizzare le filiere esistenti piuttosto che costruirne di nuove. Gli obiettivi finali del progetto sono l’identificazione di ideotipi di orzo, frumento e pomodoro ottimizzati da un punto di vista agroenergetico (cioè con un migliorato rapporto fra 'output' e 'input' energetici); lo sviluppo di microrganismi fermentativi ed enzimi idrolitici con migliori caratteristiche in termini di produzione di biocarburanti; la valutazione dell’utilizzo dei residui di produzione dei biocarburanti come ammendanti/fertilizzanti e lo studio dell’impatto dell’utilizzo dei residui colturali per scopi bioenergetici sugli agroecosistemi. Gli approcci utilizzati per intervenire sui fattori che oggi limitano l’utilizzo dei residui colturali per la produzione di energia saranno di tipo genetico, genomico, biochimico e biotecnologico e copriranno tutta la filiera, dalla selezione delle varietà vegetali al loro processamento, fino alla produzione di biocarburante e al riutilizzo degli scarti di produzione come ammendanti. I risultati del progetto contribuiranno all’individuazione e l’eliminazione di alcuni punti critici per quanto riguarda la produzione di bioenergia a partire da residui colturali, e contribuiranno allo sviluppo di filiere miste alimentari/bioenergetiche.
Un’attività importante del progetto, svolta dal Laboratorio LECOP-LEI, consiste nell’analisi di Life Cycle Assessment (LCA) di un impianto di digestione anaerobica situato in Emilia-Romagna che utilizza colture dedicate e scarti agricoli per la produzione di biogas. L’obiettivo dello studio è la valutazione della performance ambientale della produzione di energia elettrica da biogas; inoltre si sono valutati gli hotspot dell’intera filiera produttiva. Lo studio, destinato ai proprietari e gestori dell’impianto di digestione anaerobica, potrà essere utilizzato dal consorzio agricolo per ottimizzare la sostenibilità ambientale ed economica delle proprie attività agro-industriali.

Area geografica di pertinenza

Italy

Data iniziale

01/01/2010 Data conclusione 31/12/2013

URL

http://sito.entecra.it/portale/cra_progetto_dettaglio.php?id_progetto=%22e4746ad2-0ad5-afd5-c13e-49fea60929b6%22&lingua=IT&opz_menu=

Risultati

All’interno del progetto, il Laboratorio LECOP-LEI ha effettuato un’analisi di Life Cycle Assessment (LCA) di un impianto di digestione anaerobica situato in Emilia-Romagna che utilizza colture dedicate e scarti agricoli per la produzione di biogas. L’obiettivo dello studio è la valutazione della performance ambientale e degli hotspot relativi alla produzione di energia elettrica da biogas. Lo studio ha mostrato come le fasi più critiche della filiera produttiva dal punto di vista ambientale siano la produzione delle biomasse dedicate e la gestione e l’uso agricolo del digestato, principalmente a causa delle emissioni azotate e di metano.
Lo studio è stato esteso per valutare:
• Il riuso del digestato solido come ammendante o fonte energetica (" Analisi energetica e ambientale di un impianto di biogas in Emilia-Romagna)Tesi di laurea triennale di T. Gallingani, Università di Bologna, 2013)
• L'uso del biogas per la produzione di biometano('Valutazione dell’Eco-sostenibilità di un impianto di digestione anerobica cogenerativo e ipotesi di conversione impiantistica per la produzione di biometano'), tesi magistrale di R. Cammardella, Università di Bologna, 2014.
Lo studio ha prodotto tre pubblicazioni scientifiche:
-"Analisi LCA comparativa di produzione da biogas di energia elettrica e biometano", in Proceedings of VII Italian LCA Network Conference, Florence, Italy 19-20 June 2014.
-"Environmental Assessment of electricity production from an anaerobic digestion plant", in Proceedings of 19th SETAC LCA case Study Symposium, 11-13 Novembre 2013, Rome, Italy.
-"Environmental Assessment of electricity production from an Italian anaerobic digestion plant", full paper for Integrated Environmental Assessment and Management and Accounting (under submission).

Innovazione

Il progetto ha contribuito all’identificazione di ideotipi di orzo, frumento e pomodoro ottimizzati da un punto di vista agroenergetico. Lo sviluppo di microrganismi fermentativi ed enzimi idrolitici con migliori caratteristiche può contribuire a un migliore e più efficiente utilizzo delle biomasse lignocellulosiche per scopi bioenergetici. Gli studi di LCA condotti all’interno del progetto sono stati utilizzati come base per lo sviluppo di un framework innovativo per l’analisi di sostenibilità: la Life Cycle Sustainability Analysis.

Keywords

Biogas, LCA, Digestato, Biometano, Residui agricoli, sostenibilità ambientale

Tema ricerca generico

Il progetto BIOMASSVAL, finanziato da MIPAAF, si inserisce tra le attività di ricerca, sviluppo tecnologico e dimostrazione nel settore delle tecnologie per la produzione di energia da fonti rinnovabili. Esso si pone come obiettivo quello di identificare di ideotipi di orzo, frumento e pomodoro ottimizzati da un punto di vista agroenergetico e quello di svillupare di microrganismi fermentativi ed enzimi idrolitici con migliori caratteristiche in termini di produzione di biocarburanti. Lo scopo e’ di valorizzare e ottimizzare l’utilizzo di residui colturali ottenuti dopo il raccolto da specie coltivate per usi alimentari, nella convinzione che ciò possa fornire un valore aggiunto ad un materiale che attualmente ha un utilizzo limitato.

Stato di sviluppo

Completato

Finanziamento

Nazionale

Tipo di progetto

R&D

Keywords

Biogas, LCA, Digestato, Biometano, Residui agricoli, sostenibilità ambientale

Partecipazione unita di ricerca al progetto