Il digestato in Giappone: il liquame dagli impianti di biogas di Hokkaido come concime liquido

Hokkaido è la principale regione di allevamento di bovini da latte in Giappone – secondo il governo, citato da Agriland, vi vivono oltre 800.000 vacche da latte e l'isola rappresenta il 50% della produzione nazionale di latte. Lo sviluppo degli impianti di biogas in questa regione comporta che, oltre all'energia, si generi un grande flusso di digestato, che deve essere gestito.

Scala: letame e biogas

Secondo la dott.ssa Shiho Ishikawa del Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Hokkaido, una vacca da latte produce circa 65 kg di letame al giorno, e da una tonnellata di letame si ottengono circa 30–35 m³ di biogas, di cui circa il 55% è metano. Secondo una stima della stessa fonte (senza ipotesi specificate), circa 800.000 vacche generano circa 1,2 milioni di kWh di energia elettrica al giorno, equivalenti al fabbisogno di circa 130.000 famiglie (Hokkaido aveva 2,5 milioni di famiglie nel 2020). I primi impianti di biogas sperimentali a Hokkaido sono stati realizzati presso l'Università Rakuno Gakuen e successivamente presso l'Università di Hokkaido; attualmente, secondo la stessa autrice, sono in funzione circa 140 impianti di biogas – da piccole installazioni di singoli agricoltori a grandi impianti gestiti dalle amministrazioni locali, come quello di Shikaoi.

Sfida: grandi quantità di digestato liquido

In uno studio giapponese pubblicato nel 2025 sul «Japanese Journal of Farm Management» (Ashida e coautori, NARO) si sottolinea che lo smaltimento di grandi quantità di digestato proveniente dagli impianti di biogas rappresenta una sfida significativa. Una delle soluzioni è incentivare il suo utilizzo come concime liquido sui campi coltivati limitrofi. Gli autori analizzano gli apporti di compost, liquame, digestato e fertilizzanti minerali nelle aziende agricole vegetali della regione di Tokachi (il comune indicato nella pubblicazione come «A»), dove gli allevatori di bovini da latte forniscono da tempo compost e liquame agli agricoltori. La valutazione del digestato come sostituto dei fertilizzanti minerali richiede di considerare questi tradizionali fertilizzanti organici, e finora la fertilizzazione è stata limitata al contenuto di azoto.

Il digestato come concime

Agriland descrive che l'impianto di Shikaoi trasforma il letame in un concime liquido inodore (digestato) e biogas. Secondo la prof.ssa Ishikawa, la base è l'«agricoltura circolare» (circulation farming): suolo sano, foraggio di qualità per le vacche e restituzione dei rifiuti ai campi, mentre la trasformazione del letame riduce il lavoro e i costi della sua gestione. Agriland aggiunge che l'energia prodotta dal biogas alimenta le attività quotidiane delle fattorie – alimentazione, abbeveraggio, mungitura, raffreddamento del latte e pulizia – riducendo le bollette elettriche.

Il letame come materia prima per l'idrogeno

Agriland ricorda che nel 2015 il Ministero dell'Ambiente giapponese ha ampliato gli impianti di biogas esistenti a Shikaoi e ha commissionato la costruzione della Shikaoi Hydrogen Farm, dove dal metano derivato dal letame si produce idrogeno. L'idrogeno viene immesso in bombole, che vengono consegnate alle aziende agricole o vendute alle società energetiche. Il rappresentante del progetto, Tomohiro Inoue, parla dell'obiettivo di creare una «città che produce e consuma idrogeno senza emissioni di CO₂». Un articolo separato descrive questo centro in dettaglio.

Sfide dei produttori di biogas e direzioni della ricerca

Ishikawa sottolinea che una centrale elettrica deve fornire in ogni momento tanta energia quanta ne viene consumata, quindi la crescente quota di energie rinnovabili richiede gestibilità. I motori alimentati a biogas raggiungono la potenza nominale in tempi relativamente lunghi, pertanto il suo team ha studiato con quale rapidità i generatori di diversi produttori, alimentati con biogas di diversa composizione, raggiungono la potenza richiesta dopo un comando, pubblicando i risultati. Insieme a ricercatori tedeschi, il team analizza anche un utilizzo più efficiente del biogas – oltre alla produzione di energia elettrica e calore, anche la produzione di idrogeno dal biogas, che può essere immagazzinato e trasportato come vettore energetico da biomassa. Un altro filone di ricerca riguarda la misurazione del metano nell'alito dei bovini: invece di utilizzare costose e stressanti camere respiratorie, si impiegano rilevatori laser di metano, che non misurano l'entità delle emissioni, ma permettono di monitorare facilmente la concentrazione di metano negli animali e di cercare una correlazione con il loro comportamento. Un terzo filone riguarda i sistemi intelligenti per le aziende lattiere basati su sensori e telecamere economici, che dovrebbero valutare il comfort degli animali e del lavoro dell'allevatore, nonché, ad esempio, spegnere automaticamente le ventole che lavorano in modo eccessivo.

Conclusioni per la Polonia

Le esperienze di Hokkaido dimostrano che nelle regioni con un'alta concentrazione di allevamenti, la sola produzione di biogas non è sufficiente: altrettanto importante è la pianificazione della gestione e della logistica del digestato, e risultano utili gli studi che confrontano il digestato con i tradizionali fertilizzanti organici e minerali su colture specifiche. Anche in Polonia è fondamentale adattare le dosi alle esigenze delle piante e ai limiti di azoto.