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Boscaro, Davide (2018) Energy valorisation of grass residues collected from non-cultivated areas. [Tesi di dottorato]

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Tesi non accessible fino a 31 Ottobre 2020 per motivi correlati alla proprietà intellettuale.
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Abstract (inglese)

Large amounts of grass residues derived from uncultivated areas are present in European regions. This biomass, which generally does not compete with food production and is partially recovered for animal feeding, represent an interesting feedstock for the supply of anaerobic digestion plants to produce renewable energy.
This thesis focused on the valorisation of grass from uncultivated areas in the anaerobic digestion supply chain, with particular attention on the Veneto region.
To achieve this objective, several research works have been performed in order to:
-Assess the potential areas and the biomass availability considering the situation of the Veneto region;
-Define the best technologies for grass mowing, harvesting, logistic and utilization in the economic, energy and environmental aspects;
-Determinate the energy and environmental balance that can derive from grass valorisation in the biogas supply chain.
In a first study, we demonstrated through a GIS based approach that large availability of residual grass is present in the Veneto Region, which it could be potentially utilized for anaerobic digestion. Grass from landscape management, such riverbanks, natural areas or parks, is of more interest for the energy generation in agricultural anaerobic digestion plants.
The harvesting of grass in these areas can be performed with different solutions. The total costs generally are high, however systems with better operative performances can reduce the economic and energy costs due to the specialized mechanization required.
Conceiving grass logistic, direct transport chain seems to be the most convenient solution under economical and energy aspects for the management of such material in short distances due to less mechanisations inputs requirement. Conversely, in longer distances, the best solution appears to be the interrupted transport chain due to the higher transport capacities.
The biochemical methane potential of grass is interesting, showing that a good amount of energy can be recovered.
Closing the whole energy and greenhouse gases balances is shown that the recovery of grass for energy purposes is sustainable.
As consequence, grass recovering represent and opportunity to reduce the dependency of anaerobic digestion sector on energy crops and obtain a positive return, in terms of energy and emissions saved, from the landscape management operations, creating interesting job opportunities.

Abstract (italiano)

L’erba proveniente da aree non coltivate rappresenta un’interessante biomassa per l’alimentazione di impianti a digestione anaerobica. Tale biomassa generalmente non compete con la produzione alimentare e raramente viene recuperata per fini alimentari. L’obbiettivo di questa tesi riguarda la valorizzazione di erba da aree non coltivate per l’alimentazione di impianti a biogas, con particolare attenzione alla regione Veneto. Il raggiungimento di tale obiettivo è stato possibile attraverso diversi lavori di ricerca, con l’obbiettivo di:
-Valutare il potenziale quantitativo di biomassa nella regione Veneto;
-Definire le migliori tecnologie per il taglio, la raccolta, la logistica e l'utilizzazione dell’erba considerandone gli aspetti economici, energetici e ambientali;
-Determinare il bilancio energetico e ambientale derivante dalla valorizzazione nella filiera di produzione del biogas.
In un primo studio abbiamo dimostrato attraverso un approccio basato su GIS che in Veneto è presente una grande disponibilità di residui d’erba potenzialmente utilizzabili nella digestione anaerobica. In questo senso, l'erba derivante della gestione del paesaggio, come le banchine fluviali, le aree naturali, o i parchi, risulta essere di maggiore interesse per la produzione di energia negli impianti agricoli a digestione anaerobica. La raccolta di erba in queste aree può essere eseguita con diverse soluzioni. I costi complessivi sono generalmente elevati, tuttavia i sistemi con migliori capacità operative possono ridurre i costi economici e energetici. Considerando la logistica dell’erba, l’approccio a trasporto diretto risulta essere la soluzione più conveniente sotto gli aspetti economici e energetici per brevi distanze a causa di minori input di meccanizzazione. Viceversa, in lunghe distanze, la soluzione migliore risulta essere l’approccio di trasporto interrotto a causa delle maggiori capacità di trasporto.
Dagli studi si è potuto constatare inoltre che il potenziale metanigeno dell'erba è interessante, evidenziando una buona quantità di energia potenzialmente recuperabile. I bilanci energetici e dei gas serra dimostrano che il recupero dell'erba per scopi energetici è sostenibile.
Di conseguenza, il recupero dell'erba a fini energetici potrebbe costituire un'opportunità per il settore della produzione di biogas di ridurre la dipendenza da colture energetiche e ottenere un ritorno positivo, in termini di energia e di emissioni, dalla gestione del paesaggio, con la possibilità di creare interessanti opportunità di lavoro.

Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Sartori, Luigi
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 30 > Corsi 30 > TERRITORIO, AMBIENTE, RISORSE E SALUTE
Data di deposito della tesi:14 Gennaio 2018
Anno di Pubblicazione:14 Gennaio 2018
Parole chiave (italiano / inglese):Erba, Aree non coltivate, Digestione Anaerobica
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 07 - Scienze agrarie e veterinarie > AGR/09 Meccanica agraria
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento Territorio e Sistemi Agro-Forestali
Codice ID:10871
Depositato il:09 Nov 2018 10:11
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