Oggi esistono molteplici modi per generare energia da rifiuti di ogni tipo. L’utilizzo dei rifiuti come risorse per produrre energia è un buon metodo per risparmiare sulle materie prime e ridurre la dipendenza dai combustibili fossili, che rappresentano un grave problema ambientale a causa delle loro emissioni di anidride carbonica.
Un esempio è il girasole messicano ( Tithonia diversifolia ), una specie invasiva in diverse regioni del mondo, soprattutto in Africa, Australia e alcune isole del Pacifico. Sebbene questa pianta rappresenti una minaccia per le specie autoctone in queste aree, i ricercatori in Nigeria hanno trovato un modo innovativo per utilizzarla: la produzione di biogas. Mescolando letame di pollame con gli scarti del girasole messicano, sono riusciti a migliorare l'efficienza del biogas prodotto.
Generare biogas e migliorare l’efficienza
La produzione di biogas da escrementi di pollame e girasoli messicani rappresenta un grande vantaggio. Da un lato vengono utilizzati i rifiuti degli allevamenti di pollame, riducendo l’inquinamento che generano. D’altro canto si attacca un importante problema ambientale: il controllo delle specie invasive come il girasole messicano, che soppianta la flora locale.
Studi sulla produzione di biogas da rifiuti vegetali e animali sono già stati condotti in Nigeria e in Cina. La chiave di questi studi è la codigestione , ovvero l'utilizzo di diverse tipologie di rifiuti per massimizzare la produzione di biogas. In questo caso, studi condotti dalla Landmark University e dalla Covenant University in Nigeria, pubblicati sulla rivista Energy & Fuels , confermano che il girasole messicano ha un grande potenziale per la produzione di biogas se combinato con letame di pollame e sottoposto a pretrattamento.
Sfruttare questa combinazione offre un doppio vantaggio, poiché contribuisce a gestire i rifiuti degli allevamenti avicoli e a frenare la diffusione di una pianta considerata invasiva in molte parti del mondo. Secondo gli esperti, il girasole messicano soppianta le specie locali e incide sulle aree naturali protette , rappresentando una seria minaccia per la biodiversità delle regioni sensibili.
Pretrattamento: fondamentale per migliorare l'efficienza
La codigestione dei rifiuti organici non è un processo nuovo, ma studi recenti hanno dimostrato che l'utilizzo di un pretrattamento termoalcalino prima della digestione anaerobica migliora significativamente la resa di biogas. Questo pretrattamento prevede di sottoporre i rifiuti ad alte temperature e a specifiche condizioni alcaline, che facilitano la decomposizione dei materiali organici complessi e aumentano la quantità di metano prodotta, il componente principale del biogas.
Lo studio condotto in Nigeria ha concluso che, grazie a questo trattamento, la resa di biogas è migliorata fino al 54,44% rispetto ai rifiuti non sottoposti allo stesso processo. In altre parole, la quantità di energia ottenuta è risultata considerevolmente maggiore con il pretrattamento, aspetto fondamentale per ottimizzare l'utilizzo di queste risorse ai fini della produzione di energia a basse emissioni di carbonio.
Per ottenere questi risultati, è stato effettuato un bilancio energetico per determinare se l'energia investita nel processo fosse inferiore all'energia recuperata alla fine. I dati hanno mostrato un bilancio energetico positivo , il che significa che la procedura è economicamente vantaggiosa. L'energia recuperata ha superato di gran lunga l'energia utilizzata nel pretrattamento, sia in termini di energia termica che elettrica.
L’importanza degli scarti di pollame nella produzione di biogas
I rifiuti avicoli svolgono un ruolo essenziale nella produzione di biogas se combinati con piante come il girasole messicano. Tuttavia, è importante ricordare che questi rifiuti contengono nutrienti che, se non gestiti correttamente, possono essere dannosi per l'ambiente. Tra questi contaminanti si annoverano ormoni, antibiotici, metalli pesanti e nutrienti che possono disperdersi nel suolo e nelle falde acquifere, causando problemi di inquinamento.
L'utilizzo di questo tipo di rifiuto per generare biogas non solo risolve il problema del suo accumulo, ma offre anche una soluzione di produzione energetica economica e sostenibile. Tuttavia, una delle scoperte più importanti è che, mentre il letame di pollame da solo non è redditizio, la sua combinazione con materiale vegetale , come il girasole messicano, ne aumenta significativamente la redditività.
L'impatto delle piante invasive in altre regioni
L'utilizzo di piante invasive per la produzione di biogas non è un'esclusiva della Nigeria. Anche in altri Paesi, come Messico e Taiwan, si stanno conducendo ricerche su come utilizzare diverse specie invasive per generare biocarburanti. Un esempio è il giacinto d'acqua ( Eichhornia crassipes ), un'altra specie invasiva che cresce rapidamente nei corpi idrici. Questo tipo di pianta viene utilizzato per produrre biometano ed etanolo , offrendo una soluzione locale e sostenibile a un problema globale.
L'utilizzo di piante invasive offre un'opportunità unica per affrontare il problema dell'inquinamento vegetale e, al contempo, generare energia pulita. Queste piante possono crescere senza necessità di una gestione intensiva, rappresentando quindi una fonte di biomassa economica e abbondante.
Altri esempi di co-digestione: allevamenti intensivi in Europa
In Europa, soprattutto in Spagna, sono stati realizzati diversi progetti di biogas utilizzando i rifiuti degli allevamenti industriali. In regioni come Castilla-La Mancha, dove la contaminazione delle falde acquifere da parte dei liquami è un problema crescente, gli impianti di biogas sono stati utilizzati per ridurre l’impatto ambientale. Tuttavia, la maggior parte di questi impianti continua ad affrontare sfide, come la necessità di importare rifiuti da altre regioni e gli elevati costi di trasporto dei rifiuti organici.
Nonostante queste sfide, il biogas si è dimostrato una soluzione praticabile per la gestione dei liquami e degli altri rifiuti provenienti dall’allevamento intensivo di bestiame, che altrimenti sarebbero altamente inquinanti.
In comuni come Balsa de Ves , dove un impianto a biogas è stato installato più di dieci anni fa, si è osservata una riduzione della popolazione a seguito della realizzazione di queste macro-aziende agricole, il che dimostra che, sebbene la tecnologia del biogas sia efficace, è necessario considerare anche gli impatti sociali ed economici.
Fattori chiave per una produzione efficiente di biogas
Il successo della produzione di biogas dipende da diversi fattori:
- Gestione dei rifiuti: Garantire un flusso costante di materie prime.
- Pretrattamento: La digestione anaerobica migliora notevolmente quando si effettuano pretrattamenti efficaci.
- Bilancio energetico: È fondamentale che venga raggiunto un bilancio energetico positivo per garantire la redditività del progetto.
- Riduzione dell'impatto ambientale: Incorporare pratiche che riducano al minimo le emissioni di gas serra e inquinanti.
In definitiva, la co-digestione dei rifiuti vegetali e animali è una soluzione economica, ecologica ed efficiente per la produzione di biogas. Poiché sempre più studi come quelli condotti in Nigeria e Cina continuano a dimostrarne la fattibilità, è probabile che questo approccio si espanda ad altre regioni con problemi simili.
In un contesto globale in cui la mitigazione del cambiamento climatico è una priorità, il biogas offre un’alternativa sostenibile ai combustibili fossili, risolvendo al contempo altri problemi ambientali critici come la gestione delle specie invasive.