Consumo di energia elettrica, robot di mungitura e impatto ambientale, fra opportunità e criticità

Il gruppo di ricerca di Zootecnia del Dipartimento di Scienze Agrarie e Ambientali dell’Università degli Studi di Milano ha partecipato ad uno studio per misurare la sostenibilità ambientale degli allevamenti di bovini da latte del Nord Italia. Gli allevamenti, di pianura e di montagna, sono stati valutati utilizzando approcci innovativi e multidimensionali. Il progetto ha coinvolto due altri gruppi di ricerca, afferenti delle università di Padova e di Udine. La ricerca, finanziata dal MUR nell’ambito del bando PRIN 2022, punta a integrare diverse metodologie e scale di analisi – dall’azienda al territorio – per accompagnare la transizione ecologica del settore lattiero-caseario, in linea con le politiche ambientali e le attese dei consumatori. Il progetto coinvolge attivamente gli stakeholder nella definizione dell’approccio metodologico e applica il metodo Life Cycle Assessment (LCA) su 50 aziende, affiancandolo a valutazioni di benessere animale e ad analisi dei servizi ecosistemici, che una azienda agricola può fornire al territorio. Attraverso questo approccio integrato, il progetto intende generare conoscenze utili non solo per il mondo accademico e della ricerca, ma anche supportare scelte tecniche e politiche più efficienti e consapevoli, promuovendo un dialogo concreto tra tutti gli attori della filiera lattiero-casearia.

Energia elettrica e impatto ambientale: quanto pesa davvero?

Nell’ambito dell’analisi di impatto ambientale, il consumo di energia elettrica rappresenta uno degli input produttivi diretti presenti in azienda. Questa viene prevalentemente utilizzata per la mungitura (23%), per il riscaldamento ed il pompaggio dell’acqua (28%), per la refrigerazione del latte (19%), per l’illuminazione dei locali (4%) e per la ventilazione delle stalle (5%) (Todde et al., 2018). Tuttavia, numerosi studi condotti nel contesto italiano indicano che, nell’ambito della produzione di latte, il consumo di energia elettrica contribuisce generalmente molto poco alle emissioni di gas climalteranti (intorno al 4%, Zanni et al., 2022). I risultati ottenuti per il campione delle nostre aziende lombarde sono in linea con questo valore, ovvero un contributo del consumo di energia elettrica alle emissioni di gas serra del 2% circa. Più che dal consumo di energia elettrica, infatti, le principali fonti di emissione di gas serra, in allevamento bovino, derivano dalla fermentazione enterica, dalla gestione delle deiezioni e dall’acquisto di materie prime per l’alimentazione dei bovini (Froldi et al. 2022). Nel Grafico 1 vengono mostrati i contributi alle emissioni di gas climalteranti, riferito al campione oggetto di studio.

Robot di mungitura e sostenibilità: una questione di efficienza

Negli ultimi anni, l’introduzione dei sistemi automatici di mungitura (o robot di mungitura) ha profondamente trasformato la gestione delle aziende da latte, offrendo nuove opportunità in termini di flessibilità, benessere animale e controllo sanitario. Tuttavia, l’adozione di questa tecnologia solleva interrogativi in merito all’efficienza energetica e all’impatto ambientale.
Numerosi studi indicano che i sistemi robotizzati richiedono maggiori input energetici rispetto agli impianti di mungitura convenzionali. In particolare, secondo Shortall et al. (2019), il consumo elettrico associato ai robot di mungitura varia tra 14 e 26 Wh/L di latte, a fronte dei 7–10 Wh/L richiesti da una sala di mungitura tradizionale. Anche a livello di singola mungitura, le aziende con robot raggiungono valori mediamente pari a 0,42 kWh/ mungitura, rispetto ai 0,28 kWh/mungitura rilevati per i sistemi convenzionali (Pommer et al., 2021). Tuttavia, un elemento chiave a favore dei robot è l’aumento della produzione individuale. Grazie alla maggiore frequenza di mungitura (fino a 3,5 volte/giorno), al comfort animale e alla possibilità di monitoraggio continuo, le vacche in mungitura automatica possono produrre dal 2 al 12% di latte in più rispetto a quelle gestite con mungitura convenzionale (Cogato et al., 2021). Questo aumento di efficienza può attenuare, o compensare del tutto, l’incremento dei consumi elettrici, riducendo l’impronta climatica per kg di latte.

Il confronto tra aziende: robot o mungitura tradizionale?

All’interno del campione di aziende del progetto PRIN, sono state individuate tre realtà che hanno adottato il robot di mungitura e tre che, invece, lavorano con la sala di mungitura convenzionale. Gli allevamenti sono stati confrontati a coppie e scelti appositamente per avere caratteristiche gestionali e di mandria simili.

Nel dettaglio, si sono confrontate due aziende di pianura (areale padano) di grandi dimensioni (più di 500 vacche in lattazione), due nuovamente di pianura ma di minori dimensioni (110 capi in mungitura circa) e due di montagna (fondovalle della Valtellina) con numeri ancora più esigui (70 vacche circa in produzione). Vengono a tal proposito riportate nella tabella seguente (Tab. 1) le principali peculiarità del nostro campione.

Tabella 1: caratteristiche peculiari delle sei aziende in esame

Risultati

A livello di effetto climalterante tutte e 6 le aziende si sono dimostrate essere in linea con la media dell’impatto ambientale delle altre aziende lombarde, pari a 1,58 kg di CO₂ eq/kg latte corretto per grasso e proteina (secondo le indicazioni dell’IDF 2005). Andiamo però nel dettaglio ad osservare la componente energia elettrica ed il suo impatto a livello aziendale, quando vengono adottati o meno sistemi di mungitura automatizzata.

Nello specifico, l’allevamento A1 era quello con il maggior consumo annuo di energia elettrica, ovvero 1370 kWh/UBA e 188 Wh per kg di latte prodotto. L’azienda A1 ha 2 robot di mungitura e diverse altre tecnologie automatiche per la preparazione e la distribuzione della razione giornaliera. Il confronto con l’allevamento A2, simile per numero di vacche e per produzione di latte mostra una evidente differenza, ovvero appena 50 Wh/kg di latte e 394 kWh/UBA. Nonostante ciò, l’azienda A1 ha emesso una minor quantità di CO₂ eq per kg di latte prodotto, ovvero 1,38 kg CO₂ eq/kg latte rispetto a 1,85 kg CO₂ eq/kg latte dell’azienda A2. Questo suggerisce che, nonostante il robot di mungitura aumenti i consumi elettrici, la maggiore efficienza produttiva e la più elevata frequenza di mungitura possono compensare l’energia impiegata, determinando un impatto ambientale inferiore.

Considerazioni analoghe emergono confrontando le aziende di pianura di grandi dimensioni. B1 (con robot) e B2 (mungitura tradizionale) presentano consumi energetici annui pari a 648 e 299 kWh/UBA, rispettivamente, ma l’impatto climatico risulta pressoché identico fra le due aziende (1,92 vs 1,97 kg CO₂ eq/kg latte). Anche in questo caso, la maggiore produzione individuale di latte dei capi munti con robot (37,7 kg /giorno vs 30,9 kg /giorno) sembra controbilanciare i consumi più elevati di energia elettrica. Nel nostro campione, in ambito montano, la situazione è un po’ diversa. L’allevamento C1, con un solo robot (data la esigua mandria da mungere), consuma annualmente 701 kWh/UBA contro i 675 kWh/UBA dell’allevamento C2. Per quanto riguarda l’impatto ambientale la situazione qui si inverte, con 1,83 kg CO₂ eq/kg latte per l’azienda col robot rispetto a 1,66 kg CO₂ eq/kg latte corretto dell’azienda che munge convenzionalmente in sala. Questa differenza è probabilmente legata ad una minor efficienza di produzione, della prima azienda che, nonostante il robot di mungitura, non riesce a raggiungere le produzioni individuali giornaliere che ha la seconda realtà (32,0 vs 34,4 kg). L’efficienza produttiva, si conferma, quindi, come uno dei fattori principali legati alla sostenibilità ambientale, capace anche di compensare un eventuale maggior consumo di elettricità in azienda. Oltre alla produzione di latte, esistono altre pratiche che possono essere implementate in azienda per mitigare l’impatto ambientale. L’impianto fotovoltaico è uno di questi, infatti, gli allevamenti A1 e B1 avevano installato sui tetti delle proprie stalle, pannelli da, rispettivamente, 100 e 125 kW. Grazie a questo, nonostante la maggior domanda di energia elettrica per il funzionamento dei robot di mungitura, gran parte dell’elettricità era autoprodotta in azienda. Di conseguenza, l’impatto totale per produrre un kg di latte veniva mitigato dall’implementazione dei pannelli fotovoltaici.

Conclusioni

In conclusione, si può dire che i robot di mungitura, se ben inseriti in un sistema aziendale efficiente e magari anche dotato di impianti per la produzione di energia rinnovabile, possono rappresentare una tecnologia compatibile con gli obiettivi di sostenibilità ambientale, contribuendo a ridurre l’impronta climatica del latte prodotto in azienda.

Bibliografia

Calcante, A., Tangorra, F. M., & Oberti, R. (2016). Analysis of electric energy consumption of automatic milking systems in different configurations and operative conditions. Journal of Dairy Science, 99(5), 4004–4011.

Cogato, A., Brščić, M., Guo, H., Marinello, F., & Pezzuolo, A. (2021). Challenges and tendencies of automatic milking systems (AMS): A 20-years systematic review of literature and patents. Agronomy, 11(1), 127.

Froldi, F., Lamastra, L., Trevisan, M., Mambretti, D., & Moschini, M. (2022). Environmental impacts of cow’s milk in Northern Italy: Effects of farming performance. Journal of Cleaner Production, 363, 132600.

Pommer, W., Kraatz, S., & Uckelmann, D. (2021). Comparison of mechanized and automated technologies in dairy farming: Energy consumption and efficiency. Sustainability, 13(2), 906.

Shortall, J., Shalloo, L., Foley, C., & O’Brien, B. (2019). Energy consumption on dairy farms: A review of monitoring, prediction modelling and analyses. Energy, 182, 18–29.

Zanni, G., Dal Maso, M., Ricci, A., & Pezzuolo, A. (2022). LCA to estimate the environmental impact of dairy farms: A case study. Journal of Environmental Management, 319, 115671.

Autore

Stefano Sari sotto la supervisione del Gruppo editoriale ASPA – Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Aristide Maggiolino, Antonella Della Malva, Giulia Gislon, Manuel Scerra.