Il cambiamento climatico ha avuto un impatto sull'ambiente a livello globale con conseguenze negative sulla disponibilità di acqua e sulla produttività agricola. Inoltre, la crescita della popolazione ha fatto aumentare la domanda locale di risorse alimentari ed energetiche e induce un impatto negativo sugli ecosistemi a causa dell'accumulo di rifiuti e delle emissioni di gas serra.

Gli impianti di macellazione producono grandi quantità di rifiuti solidi e liquidi, contenenti un elevato carico organico, che costituiscono una minaccia per gli ecosistemi e un rischio per la salute umana.

La loro gestione è ancora più impegnativa in quanto complicata dal consumo eccessivo di acqua. Il sangue, il contenuto dello stomaco, l'urina e le feci degli animali ed eventualmente altri costituenti organici vengono drenati con l'acqua di pulizia nella rete fognaria. Poiché i rifiuti del macello contengono grandi quantità di grassi, proteine, lipidi e materia organica, diventano una potenziale fonte per la produzione di biogas (metano), bioidrogeno e altri prodotti a valore aggiunto.

La bioenergia prodotta può aiutare a soddisfare il fabbisogno energetico della popolazione nelle aree rurali e l'autosufficienza energetica per i mattatoi.

In questo contesto, si inserisce il progetto “Conversione ibrida biochimica e termochimica dei rifiuti organici dei mattatoi per la produzione di energia rinnovabile” (BIOTHEREP), risultato tra i 10 finanziati nell’ambito del programma Long term EU-Africa Partnership for Research and Innovation Action in the area of Renewable Energy (LEAP-RE)– Horizon 2020. LEAP-RE è uno strumento di finanziamento che promuove il partenariato Europa-Africa in tema di ricerca e innovazione sulle energie rinnovabili. Il team di ricerca italiano afferisce all’Università degli Studi di Perugia ed è costituto dalle Professoresse Assunta Marrocchi (Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie), Ombretta Marconi (Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Ambientali) e Raffaella Branciari (Dipartimento di Medicina Veterinaria)*.

Scopo di BIOTHEREP è quello di realizzare un approccio integrato sicuro, a cascata, come percorso di recupero e valorizzazione della biomassa di scarto derivante dall’industria di produzione della carne (impianti di macellazione) alternativo a quelli esistenti, su scala pilota.  Tale approccio, più in dettaglio, combina processi biochimici (BCC) e termochimici  (TCC) (pirolisi, gassificazione) di conversione di tali scarti, con lo scopo principale di produrre  bioenergia. Il progetto rientra perciò negli obiettivi dell’Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile, adottata dalle Nazioni Unite.

Un sistema integrato di Conversione Biochimica (BCC) e Conversione Termochimica (TCC) può essere suddiviso in due categorie:

1)    Sistema di elaborazione parallela, in cui i due processi lavorano, appunto, in parallelo. In questo caso sia BCC che TCC vengono applicati contemporaneamente sulla materia prima.

2)    Sistema di trattamento a cascata in cui il processo BCC è seguito dal TCC del digestato prodotto in precedenza da BCC. Il sistema a cascata stesso può essere suddiviso in tre tipi: BCC_TCC, TCC_BCC e BCC_TCC_BCC.

Secondo gli studi più recenti, ognuno dei tre sistemi ha punti di forza e di debolezza. Il metodo BCC_TCC_BCC, tuttavia, presenta molti vantaggi rispetto alle altre due combinazioni ed è stato oggetto di studio negli ultimi anni.

Basato su un metodo BCC-TCC-BCC, il progetto BIOTHEREP include, per la prima volta, la digestione anaerobica (AD) e i processi di produzione di bioidrogeno (HP) oltre a contribuire a colmare le lacune, in termini di conoscenza, in materia di valorizzazione energetica dei biocarboni. Tale metodo, inoltre, consente di intraprendere un percorso di valorizzazione alternativo per migliorare la redditività economica degli impianti (AD). Il tutto in un’ottica di sostenibilità ambientale, economica e sociale.

In un sistema circolare a cascata, bioenergia e biocarboni possono collegare processi termochimici e biochimici, con numerosi vantaggi, come il miglioramento del recupero energetico e dell'efficienza nella produzione di biocarburanti, nonché l'aumento dei guadagni in termini economici all'interno del sistema circolare della bioenergia. Nello schema viene rappresentato il concetto alla base del progetto.

BIOTHEREP. Diagramma di concetto

Fonte:Elaborazioni Università Politecnica Mohammed VI, Laayoune Campus, Marocco

Il progetto BIOTHEREP, in definitiva, mira a sviluppare una strategia integrata per preservare e ottimizzare la risorsa naturale Energia e implementare soluzioni che rispondano concretamente agli obiettivi globali e locali dello sviluppo.

 

*Oltre l’Università degli Studi di Perugia, Partner italiano, il progetto coinvolge istituzioni pubbliche e aziende provenienti da 4 Paesi dell’Africa (Algeria, Egitto, Marocco e Sudafrica) e due Paesi europei (Francia e Germania). E’ coordinato dall’Universitá Politecnica Mohammed VI (Marocco) e vede la partecipazione di Ibn Tofail University (Marocco),  University of KwaZulu-Nathal, Mangosuthu University of Technology e Fountain Green Energy (Sudafrica), Centre de Developpement des Energies Renouvelables (Algeria), Cairo University (Egitto),  University of Applied Science, Berlin e Bioenergy Berlin GmbH (Germania), CNR-ICARE e Institute de Combustion