L’obiettivo dell’attività è individuare e sperimentare processi batterici in grado di consentire la produzione di bioidrogeno e l’estrazione di composti bioattivi ad alto valore commerciale da biomasse residuali vegetali e/o animali, nel contesto di processi di valorizzazione energetica di biomasse e, quindi, in un’ottica complessiva di “Economia Circolare”.

La ricerca si è basata su una tipologia di reattori bi-stadio (variante del processo di digestione anaerobica) e, in ragione del potenziale di diffusione nelle aree agricole del nord del Paese, le biomasse studiate sono state: pula di riso miscelata ad effluenti zootecnici digestati.

La valorizzazione bioenergetica della pula di riso si è basata sul concetto di “Bioraffineria” e ha compreso, in serie le seguenti attività: 1) l’estrazione di composti bioattivi; 2) la produzione di bioenergia (BioH2) e 3) la destinazione d’uso del residuo finale (digestato).

Le attività sperimentali connesse con la prima fase sono state effettuate nel PAR 2016. Le attività relative alle fasi 2) e 3) sono state condotte in parte nel PAR 2016, dove è stata messa a punto e ottimizzata, a scala di laboratorio, una metodologia di produzione di BioH2 mediante fermentazione bistadio. I risultati ottenuti hanno permesso di avere le condizioni operative per nel corso del PAR 2017 passare alla sperimentazione in bioreattori a scala pilota. Il processo di digestione anaerobica nelle condizioni studiate comporta non solo interessanti produzioni di BioH2, ma anche un’acidificazione biologica del substrato che permette una riduzione dell’impatto ambientale nelle successive fasi di gestione del digestato nell’azienda zootecnica, fino alla sua distribuzione in campo (come fertilizzante e ammendante).

Dai risultati ottenuti con l’attività sperimentale sono state condotte alcune valutazioni:

• Energetico-ambientale: applicando preliminarmente la metodologia Life Cycle Assessment (LCA). Dallo studio risulta che il sistema di produzione di bioidrogeno per digestione anaerobica presenta un considerevole guadagno netto di energia e rappresenta una buona alternativa in termini di emissioni gas serra rispetto ad altri metodi di produzione ed in particolare rispetto alla produzione da fonti fossili (natural gas e carbone) e dall’elettrolisi dell’acqua.
• Economica: fatta dal punto di vista di un’azienda suinicola in provincia di Pavia, dotata di un impianto di produzione di biogas da 1 MW. L’investimento prevede la costruzione di impianti per la produzione di bioidrogeno e di gamma-orizanolo. Il VAN è pari a 4,1 milioni di euro. L’analisi probabilistica del rischio evidenzia una bassa probabilità di VAN negativo (4,9%), mentre più alta (27%) è la probabilità che possano verificarsi problemi di liquidità durante il progetto.