Sviluppo di un decision support system per l'ottimizzazione di impianti di digestione anaerobica

The atmospheric pollution and the search for fuels from renewable sources are currently two major problems that the scientific society is trying to remedy; Biogas and Biomethane represent an ecological and advantageous solution to both problems; they are produced by the anaerobic digestion of agricultural by-products, zootechnical waste and agroindustrial matrices. Their use engages in the energy sector the theme of "Circular Economy", which re-evaluates the waste material giving life to a renewable fuel that involves the entire agri-food chain. The subject of the following paper is the study and development of a software that integrates spatial data and multi-index linear programming (MILP) through the combined use of Microsoft Excel © and QGIS, extrapolating the diet, sizing and geographical positioning new anaerobic digestion plants, with the aim of evaluating the economic feasibility of construction and the optimum of the process From the literature, the chemical-physical parameters of the usable biomasses and the existing technologies have been analyzed, as well as the costs associated with the construction and operation of the plant. The technical data collected were then used to close the circle that unites the simultaneous need to dispose of the production residues of one of the most deeply rooted supply chains in Southern Italy, the agri-food sector, and the aim of effectively responding to the impositions of the "European Green Deal ”, which sets the target for the EU to use 32% of renewable energy by 2030; to contextualize the results obtained, the decision-making tool was used to analyze the Messina area (Sicily, Italy).

L’inquinamento e la ricerca di combustibili da fonti rinnovabili sono ad oggi due grossi problemi ai quali la società scientifica sta cercando di porre rimedi; Biogas e Biometano rappresentano una soluzione ecologica e vantaggiosa ad entrambe le problematiche; essi sono prodotti dalla digestione anaerobica di sottoprodotti agricoli, reflui zootecnici e da biomasse a matrice organica di diversa origine. Il loro utilizzo innesta nel settore energetico il tema dell’“Economia circolare”, che rivaluta la materia di scarto dando vita ad un combustibile rinnovabile che coinvolge l’intera filiera agroalimentare. Oggetto del seguente elaborato è lo studio e lo sviluppo di un software che integri dati spaziali e programmazione lineare multi-indice (MILP) attraverso l’utilizzo combinato di Microsoft Excel© e QGIS, estrapolando la dieta, il dimensionamento ed il posizionamento geografico di nuovi impianti di digestione anaerobica, con l’obbiettivo di valutarne la fattibilità economica di realizzazione e l’ottimo di processo. Dalla letteratura sono stati analizzati i parametri chimico-fisici delle biomasse utilizzabili e le tecnologie ad oggi esistenti, nonché i costi associati alla costruzione ed all’operazione dell’impianto, oltre che quelli di trasporto, diversificati in base al carico ed alla densità della biomassa. I dati tecnici raccolti sono stati quindi utilizzati per chiudere il cerchio che unisce la contemporanea necessità di smaltire i residui di produzione di una delle filiere più radicate nel Sud Italia, quella agroalimentare, e l’obbiettivo di rispondere efficacemente alle imposizioni del “Green Deal Europeo”, che contempla per l'UE l'obiettivo vincolante dell’utilizzo per il 32 % di energie rinnovabili entro il 2030; per contestualizzare i risultati ottenuti si è utilizzato il tool decisionale sviluppato applicato ad un caso studio nella provincia di Messina (Sicilia, Italia).