Introduzione
Benvenuti al modulo di apprendimento dell’Agricoltura Climatica Intelligente (CSA) sulla gestione dell’energia e la produzione di energia verde!
Una gestione ragionevole dell’energia nel sistema agroalimentare può contribuire alla transizione verso un’agricoltura intelligente dal punto di vista climatico e al raggiungimento della sicurezza alimentare, climatica ed energetica. La sinergia tra energia e pratiche agricole intelligenti dal punto di vista climatico può essere creata attraverso pratiche agricole efficienti dal punto di vista delle risorse. La sfida di ridurre la dipendenza dai combustibili fossili può essere vinta attraverso l’espansione di sistemi alimentari efficienti dal punto di vista energetico. Questi sistemi migliorano l’efficienza energetica, aumentano l’uso e la produzione di energia rinnovabile.
Scoprite perché in questo modulo!
Alla fine di questo modulo, non solo saprete cos’è la gestione ragionevole dell’energia nel sistema agroalimentare, avrete una panoramica delle diverse forme e ne conoscerete i vantaggi, ma avrete anche l’opportunità di testare le vostre conoscenze in un quiz e di applicarle in altre attività.
Risultati dell'apprendimento
Risultato di apprendimento 1
- Conoscenza : Conoscere i modelli di gestione dell’energia e di produzione di energia verde
- Competenze: Collegare e vedere la sinergia tra energia e agricoltura intelligente dal punto di vista climatico
- Competenze : essere in grado di valutare l’aumento dell’uso e della produzione di energia rinnovabile nella vostra catena di valore aggiunto
Risultato di apprendimento 2
- Conoscenza : Conoscere la necessità e le possibilità di una sana gestione energetica nel sistema agroalimentare
- Competenze: Essere in grado di scalare una gestione efficiente dell’energia e delle risorse nella propria azienda agricola e nella propria catena di valore aggiunto
Gestione dell'energia e produzione di energia verde
Brainstorming
Cosa significa per voi gestione dell’energia e produzione di energia verde?
Create una rapida mappa mentale posizionando i diversi punti. Potete aggiungerla in seguito e correggerla, se necessario.
Potete anche usare una lavagna e raccogliere i punti insieme.
Catena del valore nel settore alimentare - Energia in Energia out
Quote di consumo energetico e di emissioni di gas serra lungo la filiera alimentare
La gestione dell’energia viene utilizzata per identificare e sfruttare i potenziali risparmi energetici. In primo luogo, vengono registrati e analizzati i flussi di energia nell’azienda e le fonti energetiche associate, quindi vengono sviluppate idee di miglioramento su questa base, valutate per l’efficacia dei costi e successivamente implementate.
Se per gestione dell’energia intendiamo l’implementazione di varie misure di ottimizzazione basate sui dati per ridurre il costo della fornitura di energia, questa riduzione dei costi può essere ottenuta attraverso l’uso ottimizzato o l’ammodernamento dei consumatori di energia esistenti. Un’altra possibilità è la generazione di entrate aggiuntive da impianti di produzione di energia elettrica propri (ad esempio, impianti fotovoltaici sui tetti) o dalla commercializzazione di utenze flessibilizzate, come nel caso dell’elettromobilità o della fornitura di calore elettrificato. Pertanto, la gestione dell’energia non è assolutamente da intendersi come sinonimo del termine efficienza energetica, anche se ci possono essere sovrapposizioni tra i due campi.
Le misure di gestione si differenziano da quelle di ottimizzazione per il fatto che di solito sono ripetute – spesso in modo automatizzato – e non sono misure una tantum. Tuttavia, questo aumenta enormemente il livello di complessità, poiché l’interazione di diversi componenti può avere obiettivi contrastanti: Ad esempio, la gestione dinamica di un sistema di accumulo a batterie per aumentare l’autoconsumo dall’impianto fotovoltaico dell’abitazione è contrastata dall’obiettivo puramente tecnico di massimizzare i cicli di vita del sistema di accumulo a batterie. La moderna gestione dell’energia incorpora questi obiettivi contrastanti nella gestione dei componenti, raggiungendo così un optimum complessivo.
Possibili azioni e misure nell'azienda agricola per far fronte alle esigenze e alle possibilità di impiego
- tecnica
- tecnologico
- agronomico
- finanziario
Quando si introducono azioni e misure nuove o migliorate, è essenziale considerare gli aspetti economici, sociali e culturali.
Non è consigliabile che una singola azienda agricola finisca in bancarotta per un’immagine di azienda agricola intelligente dal punto di vista climatico.
Ma il quadro dell’azienda agricola intelligente dal punto di vista climatico è una linea di sviluppo, per cui è molto consigliabile considerare le opzioni di produzione e utilizzo di energia rinnovabile.
Diversi tipi di gestione dell'energia e produzione di energia verde
Brainstorming
Che tipo di produzione di energia verde avete già implementato?
Quali altri tipi di produzione e gestione conoscete?
Quali innovazioni prevede per il prossimo futuro?
Create una rapida mappa mentale posizionando i diversi punti. Potete aggiungerla in seguito e correggerla, se necessario.
Potete anche usare una lavagna e raccogliere i punti insieme.
Perché non creare una tabella +/-?
Un approccio integrato alle energie rinnovabili per i sistemi agricoli
Produzione di energia rinnovabile, fonti rilevanti per gli agricoltori
Sole/Pannelli solari
La luce del sole è una delle risorse energetiche più facilmente disponibili sul pianeta, quindi si potrebbe pensare che sia la più importante fonte di energia rinnovabile. Ma naturalmente la quantità di luce solare che riceviamo può variare notevolmente a seconda del luogo, della stagione e dell’ora del giorno.
Bioenergia/ Impianti a biomassa/ Produzione di biogas
L’elettricità può essere generata bruciando materiale organico come fonte di combustibile. Questi combustibili sono chiamati biomasse e comprendono tutto, dalle piante al legno ai rifiuti alimentari. La produzione di bioenergia rilascia anidride carbonica (CO2), ma questi combustibili sono considerati rinnovabili in quanto possono ricrescere e assorbire tanto carbonio quanto ne rilasciano durante la loro vita.
Mulini eolici
I parchi eolici onshore e offshore generano elettricità mettendo in movimento le pale delle turbine eoliche. Le turbine convertono l’energia cinetica delle pale in energia elettrica facendo girare un albero di trasmissione e un riduttore collegato a un generatore. L’elettricità viene poi convertita in tensioni più elevate e immessa nella rete elettrica nazionale.
Energia idroelettrica
Le centrali idroelettriche sono situate su dighe e generano elettricità attraverso turbine sottomarine che azionano un generatore. L’energia idroelettrica comprende anche le centrali a onde e maree, che sfruttano le forze del mare per generare elettricità alla foce di grandi corpi idrici utilizzando una tecnologia simile.
Flessibilità/ Batteria
La maggior parte dell’elettricità prodotta da energie rinnovabili dipende dalle condizioni atmosferiche. Viene prodotta indipendentemente dalla domanda, cioè quando il vento soffia e il sole splende o l’impianto di biogas “digerisce”.
Ciò significa che le turbine eoliche e gli impianti solari si comportano in modo completamente diverso dalle centrali elettriche a combustibili fossili esistenti, che possono fornire elettricità in qualsiasi momento.
Per conciliare la domanda e l’offerta, le centrali elettriche convenzionali a carbone e a gas devono quindi reagire in modo più flessibile e adattare la loro produzione di energia elettrica, sia alle fluttuazioni della domanda che a quelle della produzione di energia eolica e solare. In concreto, ciò significa che devono modificare la loro produzione più rapidamente e più frequentemente, cioè aumentare e diminuire la potenza.
Se l’offerta di energia elettrica è particolarmente ampia e i prezzi di scambio corrispondentemente bassi, può essere conveniente anche una domanda aggiuntiva. Ad esempio, l’elettricità può essere utilizzata per il riscaldamento – parola chiave: power-to-heat.
In questo modo è possibile risparmiare gasolio o gas per il riscaldamento. Le auto elettriche possono anche reagire in modo flessibile all’aumento della produzione di elettricità e caricare le loro batterie proprio in questi momenti.
L’elettricità non può essere immagazzinata. I chilowattora non possono essere immagazzinati fino a quando non sono necessari. Per immagazzinare l’elettricità, è necessario convertirla temporaneamente, ad esempio in impianti di pompaggio o in batterie.
Quando le tecnologie di generazione inflessibili incontrano consumatori inflessibili, c’è bisogno di stoccaggio.
Esistono ad esempio grandi impianti di pompaggio nelle Alpi o impianti di stoccaggio, ad esempio in Scandinavia, che potrebbero essere collegati da cavi sottomarini aggiuntivi e relativamente poco costosi.
I sistemi di accumulo a batteria sono significativamente più piccoli e sono particolarmente utili quando ci sono molte piccole deviazioni tra domanda e offerta, cioè le fluttuazioni di frequenza. Ciò significa che possono anche contribuire a un elevato livello di sicurezza dell’approvvigionamento.
Negli ultimi anni lo sviluppo delle batterie si è sviluppato molto rapidamente.
| Direttamente | Indirettamente | |
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Dietro il cancello della fattoria |
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Oltre il cancello della fattoria |
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Vantaggi della gestione dell'energia e della produzione di energia verde
Brainstorming
Come si presenta la vostra SWOT dell’energia verde in azienda?
Create una rapida mappa mentale posizionando i diversi punti. Potete aggiungerla in seguito e correggerla, se necessario.
Potete anche usare una lavagna e raccogliere i punti insieme.
Perché non creare una tabella +/-?
SWOT dell'approccio in azienda
Il costo elevato e fluttuante dell’energia ha creato problemi economici per molti agricoltori, coltivatori e allevatori. Di conseguenza, sempre più produttori guardano a fonti energetiche alternative per migliorare la propria indipendenza energetica e il proprio reddito.
I risparmi e il margine di profitto possono essere ancora maggiori con l’aumento dei prezzi dell’energia e del carburante.
Gli agricoltori più innovativi cercano modi per ridurre il consumo di energia e aumentare l’efficienza dell’agricoltura, rivolgendosi alle fonti di energia rinnovabili e ai biocarburanti prodotti in modo sostenibile.
Utilizzando l’energia sostenibile in agricoltura sotto forma di energia eolica, solare e da biomassa, gli agricoltori possono non solo ridurre i costi, ma anche sviluppare fonti di reddito a lungo termine.
Il ruolo degli agricoltori è fondamentale
Considerando i fatti e le cifre di cui sopra, i sistemi alimentari efficienti dal punto di vista energetico non sembrano essere molto importanti per il terzo pilastro della CSA, la riduzione delle emissioni di gas serra e il sequestro del carbonio. La produzione primaria è responsabile della maggior parte delle emissioni agricole, ma la maggior parte dell’energia utilizzata nel settore agroalimentare non viene impiegata per la produzione primaria. Questo vale anche per l’energia utilizzata direttamente nella catena alimentare.
Tuttavia, ci sono altri collegamenti che rendono i sistemi alimentari efficienti dal punto di vista energetico importanti per la CSA. Molti di questi legami diventano chiari quando si guarda al potenziale di mitigazione piuttosto che alle emissioni effettive di gas serra e all’uso di energia.
La riduzione del consumo di energia nella catena alimentare ridurrà le emissioni di CO2.
Esiste un legame tra le emissioni di protossido di azoto (N2O) derivanti dall’applicazione di fertilizzanti e il consumo di energia (e quindi le emissioni di CO2) derivanti dalla produzione di fertilizzanti. L’agricoltura di precisione, che comprende un uso più efficiente dei fertilizzanti, ridurrà le emissioni di CO2 e N2O e il consumo di combustibili fossili. Le emissioni di metano possono essere ridotte utilizzando il letame per la produzione di biogas, che può anche migliorare l’accesso all’energia o ridurre l’uso di combustibili fossili nelle aziende agricole.
Considerazioni come queste dimostrano che esistono molti legami tra sistemi alimentari efficienti dal punto di vista energetico e CSA che vanno oltre la riduzione delle emissioni di CO2 da combustibili fossili.
Quiz
Riassumendo
Sebbene le energie rinnovabili svolgano un ruolo fondamentale nei futuri piani a basse emissioni di carbonio per limitare il riscaldamento globale, la loro dipendenza dalle condizioni climatiche le rende anche vulnerabili ai cambiamenti climatici.
Questo vale anche per i sistemi alimentari ad alta efficienza energetica. Ad esempio, il cambiamento climatico influirà su molti aspetti della produzione di energia rinnovabile, come la coltivazione di biocarburanti, la disponibilità di acqua e la stagionalità dell’energia idroelettrica, le condizioni atmosferiche per l’energia eolica e solare e le fluttuazioni della domanda di energia per il riscaldamento e il raffreddamento.
L’approvvigionamento energetico deve essere reso il più possibile “a prova di clima” per garantire che l’uso dell’energia nel sistema agricolo e alimentare sia compatibile con il clima.
Agroforestale
Immaginate di trovarvi in una fattoria fatta da zero:
Siete lì, a gestire un’azienda lattiero-casearia di oltre 240 vacche di razza propria.
Siete fortunati, perché gestite un’azienda agricola su 180ha arrotondati, di cui 100ha di terreno coltivato e 80ha di pascolo.
Finora avete costruito solo la stalla e avete solo i macchinari per le lavorazioni in azienda.
Discutete e calcolate quale sarebbe il vostro progetto energetico ottimizzato per questa azienda agricola:
- Fornitura di energia
- Domanda di energia (in azienda e da terzi)
- Sistema energetico
