Scarti dell'industria alimentare come substrati per il biogas: potenziale e sfide

I rifiuti dell'industria alimentare, come polpa di frutta, siero di latte, residui di spremitura, grassi, scarti vegetali o di macellazione, sono tra i substrati per il biogas più preziosi, perché si decompongono facilmente e hanno un elevato potenziale metanigeno, ma richiedono una conduzione attenta del processo. Di seguito ne illustriamo i vantaggi, i principali rischi e i requisiti normativi.

Perché sono interessanti

• Elevata resa di metano riferita alla sostanza secca organica, superiore a quella di liquame o letame.
• Elevata quota di SV nella sostanza secca, perché domina la frazione biodegradabile.
• Decomposizione rapida, quindi tempo di ritenzione richiesto più breve e maggiore capacità di trattamento.
• Regolarità delle consegne nel caso di stabilimenti a produzione costante (con riserva di stagionalità).
• Tariffa per l'accettazione del rifiuto (gate fee), che talvolta costituisce un ricavo aggiuntivo e riduce il costo effettivo del substrato. La struttura dei costi e dei ricavi è descritta nell'articolo Costi di esercizio (OPEX) di un impianto di biogas agricolo.

I valori specifici di BMP, SS e SV dipendono dal lotto; le raccolte tratte dalla letteratura, con indicazione delle fonti, sono riunite nella sezione Analisi BMP. In un unico prospetto riepilogativo non si dovrebbero presentare numeri «tipici» senza fonte, perché la dispersione per polpa, siero di latte o residui di spremitura può essere ampia.

Sfide e rischi

Sovraccarico e acidificazione

I rifiuti facilmente degradabili, in eccesso, provocano una rapida formazione di acidi, un calo del pH e l'inibizione dei metanogeni. Sono fondamentali l'aumento graduale delle dosi e il controllo del FOS/TAC (FOS/TAC: come misurarlo).

Variabilità della composizione

La composizione dei rifiuti di uno stesso stabilimento cambia di giorno in giorno (assortimento, stagione, lavaggio delle linee). Le analisi regolari e la valutazione di ogni consegna sono la base di un dosaggio sicuro. Nel caso di rifiuti stagionali (frutta, ortaggi) si presta particolare attenzione ai lotti con pH basso e con possibile presenza di detergenti o conservanti.

Norme sanitarie e giuridiche

I rifiuti di origine animale (ad es. scarti di macellazione, una parte dei rifiuti lattiero-caseari) sono soggetti al regolamento (CE) n. 1069/2009 sui sottoprodotti di origine animale: sono richiesti la categoria di materiale adeguata, il processo di igienizzazione (tra l'altro pastorizzazione a 70 °C per 60 minuti per il materiale di categoria 3 con particelle fino a 12 mm, secondo il regolamento di esecuzione 142/2011, che prevede anche deroghe) e la documentazione. I rifiuti in quanto tali sono soggetti agli obblighi di registrazione nel BDO, e il registro non sostituisce le autorizzazioni richieste. Inoltre, dal 2023 in Polonia è in vigore l'elenco dei substrati per gli impianti di biogas agricoli (decreto del 12 ottobre 2023), che determina che cosa si può ascrivere al biogas agricolo (Elenco dei substrati per gli impianti di biogas agricoli). L'articolo sugli impianti di spacchettamento descrive il contesto giuridico: Depackaging: rifiuti di imballaggio con alimenti.

Codigestione come via alla stabilità

La strategia più affidabile è combinare i rifiuti alimentari con un substrato ad alta capacità tampone, ad es. liquame bovino o fanghi di depurazione:

• il pH si mantiene nell'intervallo ottimale nonostante la rapida decomposizione dei rifiuti,
• sono assicurati macro e microelementi,
• le oscillazioni stagionali della disponibilità di un substrato non perturbano il processo,
• in alcune miscele si osserva una resa superiore alla somma dei componenti, benché non sia la regola e richieda un test BMP della miscela.

Principi più ampi: Codigestione: pianificazione del mix di substrati.

Come trovare i fornitori

I fornitori di rifiuti conviene cercarli tra gli stabilimenti di trasformazione alimentare entro un raggio di trasporto conveniente, perché i costi di trasporto di rifiuti a basso contenuto di sostanza secca crescono rapidamente. Prima di firmare il contratto occorre stabilire qualità, continuità delle consegne e responsabilità per le contaminazioni (Pianificazione del fabbisogno di substrati).

Indicazioni pratiche per l'accettazione delle consegne

Prima di accettare un lotto di rifiuti conviene controllare i documenti (schede di trasferimento dei rifiuti, codici, categoria dei sottoprodotti di origine animale), valutare visivamente la presenza di contaminanti (imballaggi, metalli, plastica) e prelevare un campione di controllo. I rifiuti con pH basso o alto contenuto di grassi richiedono una strategia di dosaggio distinta. Lo stoccaggio breve e in serbatoi chiusi limita il rischio di prefermentazione e di odori. Una buona pratica è anche un contratto che preveda il rifiuto del lotto non conforme ai parametri.

Si ricordi che il contratto con il fornitore dovrebbe stabilire chiaramente la responsabilità per la qualità e la modalità di gestione del lotto non conforme ai parametri.