La tesi offre l'analisi di due tecnologie utilizzate oggi per trarre benefici a livello ambientale con lo sfruttamento principalmente di prodotti di scarto: la prima è l'impianto a biogas, la seconda è l'impiego dell'olio vegetale puro come carburante. L'impiego di impianti a biogas da parte di alcune aziende viene effettuata per poter produrre energia elettrica tramite la lavorazione di prodotti di scarto di origine sia animale che vegetale. L'analisi viene effettuata tramite il confronto di 3 bilanci tra impianto di piccole (vasca di stoccaggio da 490 m^3 e motore a ciclo Otto da 18.5 kW) e medie dimensioni (vasca di stoccaggio da 2973 m^3 e 2 motori a ciclo Otto da 190 kW). Con il bilancio di massa si analizza il flusso di masse, che in impianti di piccola taglia è in percentuale il 65% del totale letame bovino, mentre è circa il 33% in quelle di media taglia; i resti di origine vegetale hanno un minimo impiego, meno del 5% in entrambi i casi. Tramite il bilancio energetico si evidenzia un rendimento elettrico maggiore nell'impianto di minori dimensioni (27.8% contro il 9.5%). Anche l'efficienza termica autoprodotta rispetto a quella consumata è maggiore nell'impianto di piccola taglia (54% contro il 39%). Per quanto riguarda il bilancio ambientale, le emissioni riferite alla parte elettrica sono maggiori nell'impianto di piccole dimensioni, mentre per gli altri aspetti si mantengono le stesse proporzioni. Quindi tra le due tipologie con le dovute proporzionalità conviene avere un impianto di media taglia. La seconda parte parla dell'utilizzo dell'olio vegetale e del biodiesel dalla produzione della colza e girasole, principali piantagioni per la produzione di olio, esemplificando le filiere dell'estrazione dell'olio, da cui si produce il biodiesel tramite un processo denominato transesterificazione. Segue l'analisi di alcuni impieghi, come per i motori delle imbarcazioni della Laguna di Venezia, con il rapporto dei costi delle modifiche. Quindi si passa all'analisi del risparmio (circa 200 € fino ad un massimo di 444€) riferito alla una variazione di consumo da 2160 l a 2960 l. Si prosegue con con l'illustrazione delle filiere, che utilizzano olio alimentare esausto, in percentuale pari a 10%, 20% o 30%. Si parla della logistica ed infine si ritorna ai bilanci energetici ed ambientali per le filiere ad olio vegetale puro ed a biodiesel, che favorisce il secondo innanzitutto per l'utilizzo di olio esausto, che risulterebbe molto inquinante in natura, ma il cui impiego aumenta le emissioni di CO2 a causa del processo di produzione. L'olio vegetale puro a sua volta ha avuto un aumento di costo, la necessità di un aumento di produzione di materia prima, quindi maggior richiesta di spazio altrimenti destinato all'agricoltura. Concludendo, anche se i dati sono a favore delle filiere ad olio o biodiesel, conviene investire maggiormente sulla tecnologia offerta dall'impianto a biogas, grazie all'utilizzo di prodotti non valorizzabili al 100%, con possibilità di impiego della parte in esubero come fertilizzante. Viene impiegato per la produzione di energia elettrica utilizzando, quindi, materiale di scarto che altrimenti dovrebbe seguire la filiera dello smaltimento, con i relativi costi ed impatti ambientali, mentre per le filiere che utilizzano olio di colza e biodiesel servirebbe un aumento del terreno coltivabile, a scapito di superficie da destinarsi all'alimentazione animale ed umana.

ENERGIA E AMBIENTE: QUAL E' LA MIGLIORE TECNOLOGIA SU CUI INVESTIRE?

PASETTO, SIMONE
2021/2022

Abstract

La tesi offre l'analisi di due tecnologie utilizzate oggi per trarre benefici a livello ambientale con lo sfruttamento principalmente di prodotti di scarto: la prima è l'impianto a biogas, la seconda è l'impiego dell'olio vegetale puro come carburante. L'impiego di impianti a biogas da parte di alcune aziende viene effettuata per poter produrre energia elettrica tramite la lavorazione di prodotti di scarto di origine sia animale che vegetale. L'analisi viene effettuata tramite il confronto di 3 bilanci tra impianto di piccole (vasca di stoccaggio da 490 m^3 e motore a ciclo Otto da 18.5 kW) e medie dimensioni (vasca di stoccaggio da 2973 m^3 e 2 motori a ciclo Otto da 190 kW). Con il bilancio di massa si analizza il flusso di masse, che in impianti di piccola taglia è in percentuale il 65% del totale letame bovino, mentre è circa il 33% in quelle di media taglia; i resti di origine vegetale hanno un minimo impiego, meno del 5% in entrambi i casi. Tramite il bilancio energetico si evidenzia un rendimento elettrico maggiore nell'impianto di minori dimensioni (27.8% contro il 9.5%). Anche l'efficienza termica autoprodotta rispetto a quella consumata è maggiore nell'impianto di piccola taglia (54% contro il 39%). Per quanto riguarda il bilancio ambientale, le emissioni riferite alla parte elettrica sono maggiori nell'impianto di piccole dimensioni, mentre per gli altri aspetti si mantengono le stesse proporzioni. Quindi tra le due tipologie con le dovute proporzionalità conviene avere un impianto di media taglia. La seconda parte parla dell'utilizzo dell'olio vegetale e del biodiesel dalla produzione della colza e girasole, principali piantagioni per la produzione di olio, esemplificando le filiere dell'estrazione dell'olio, da cui si produce il biodiesel tramite un processo denominato transesterificazione. Segue l'analisi di alcuni impieghi, come per i motori delle imbarcazioni della Laguna di Venezia, con il rapporto dei costi delle modifiche. Quindi si passa all'analisi del risparmio (circa 200 € fino ad un massimo di 444€) riferito alla una variazione di consumo da 2160 l a 2960 l. Si prosegue con con l'illustrazione delle filiere, che utilizzano olio alimentare esausto, in percentuale pari a 10%, 20% o 30%. Si parla della logistica ed infine si ritorna ai bilanci energetici ed ambientali per le filiere ad olio vegetale puro ed a biodiesel, che favorisce il secondo innanzitutto per l'utilizzo di olio esausto, che risulterebbe molto inquinante in natura, ma il cui impiego aumenta le emissioni di CO2 a causa del processo di produzione. L'olio vegetale puro a sua volta ha avuto un aumento di costo, la necessità di un aumento di produzione di materia prima, quindi maggior richiesta di spazio altrimenti destinato all'agricoltura. Concludendo, anche se i dati sono a favore delle filiere ad olio o biodiesel, conviene investire maggiormente sulla tecnologia offerta dall'impianto a biogas, grazie all'utilizzo di prodotti non valorizzabili al 100%, con possibilità di impiego della parte in esubero come fertilizzante. Viene impiegato per la produzione di energia elettrica utilizzando, quindi, materiale di scarto che altrimenti dovrebbe seguire la filiera dello smaltimento, con i relativi costi ed impatti ambientali, mentre per le filiere che utilizzano olio di colza e biodiesel servirebbe un aumento del terreno coltivabile, a scapito di superficie da destinarsi all'alimentazione animale ed umana.
2021
ENERGY AND ENVIRONMENT: WHAT IS THE BEST TECHNOLOGY TO INVEST IN?
Impianti Biogas
Filiere biodiesel
Olio vegetale puro
Confronto
Ambiente
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/31816