VALORIZZAZIONE ENERGETICHE DELLE BIOMASSE ATTRAVERSO PROCESSI DI GASSIFICAZIONE: LE ESPERIENZE ENEA

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Olivia Rossi
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1 VALORIZZAZIONE ENERGETICHE DELLE BIOMASSE ATTRAVERSO PROCESSI DI GASSIFICAZIONE: LE ESPERIENZE ENEA Workshop: BIOGAS: OPPORTUNITA' E PROSPETTIVE FUTURE Ordine degli Ingegneri della Provincia di Napoli AIAT Associazione Ingegneri per l Ambiente e il Territorio PROGETTO RE MIDA Antonio Molino ENEA - Membro dell IEA International Energy Agency - Bioenergy Napoli, Mostra d Oltremare 9 Aprile 2015

AIAT Associazione Ingegneri per l Ambiente e il Territorio PROGETTO RE MIDA www.stabulum.

2 CONSUMO INTERNO LORDO DI ENERGIA PER FONTE IN ITALIA: CONFRONTO

3 CONTRIBUTO % DELLE DIVERSE FONTI RINNOVABILI RIFERITE AI CONSUMI ELETTRICI IN ITALIA NEL 2012 E TARGET AL 2020

4 CONTRIBUTO % DELLE DIVERSE FONTI RINNOVABILI RIFERITE AI CONSUMI DI ENERGIA TERMICA IN ITALIA AL 2012 E TARGET AL 2020

5 CONSUMO DI BIOMASSE LEGNOSE IN ITALIA (2013)

6 CONSUMO % DI BIOMASSE LEGNOSE IN ITALIA PER CATEGORIE DI APPARECCHI/IMPIANTI (2013)

7 CONSUMI DI COMBUSTIBILE E CARBURANTI PER RISCALDAMENTO E TRASPORTI NEL 2013

8 COSTO DELL ENERGIA PRIMARIA IN ITALIA IN /MWh, IVA E TASSE INCLUSE, AL CONSUMATORE FINALE (NOVEMBRE 2014)

9 PRODUZIONE DI ELETTRICITA DA BIOENERGIE IN ITALIA ( )

10 IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ELETTRICITA DA BIOENERGIE IN ITALIA NEL 2013

11 COMPOSIZIONE PARCO IMPIANTI DI POTENZA A BIOENERGIE IN ITALIA NEL 2013

12 SVILUPPO PREVISTO DELLA PRODUZIONE ELETTRICA DA BIOMASSE SOLIDE IN ITALIA

13 POTENZIALE NAZIONALE DELLE BIOMASSE NATIONAL ENERGY POTENTIAL: FORESTS The proposed methodology is based on the use of map data and inventory to produce a geographically detailed on provincial scale that we can use to Residual Biomass estimate the size of the power plant with a WEB Geographic Information LIMITATIONS ON POTENTIAL: System. Forests up 1500m; Slope roads > 40%; CONSIDERING ONLY THE ROUTINE MAINTENANCE OF FORESTS Accessibility Road; WOOD FOREST 1MToe 2180ktonn Protected natural areas. NATIONAL ENERGY POTENTIAL: Agroindustrial residual Biomass AGROINDUSTRIA L BIOMASSES PRUNING: 4.900ktonn 2MTep STRAWS: ktonn 6MTep ktonn 9MToe POMACES & MARC: 1.320ktonn 1MTep 2010 Italian Renewable Energy Action Plan TOTAL BIOMASS 10MToe (~ 53 TWh) Italian electrical consuption 330 TWh (from Terna 2010) TOTAL final energy consumption from RES Italian Target from Biomass ~ 9,8MToe 7,4%

it/ Forests up 1500m; Slope roads > 40%; CONSIDERING ONLY THE ROUTINE MAINTENANCE OF FORESTS Accessibility Road; WOOD FOREST 1MToe 2180ktonn Protected natural areas.

14 ENERGIA DA BIOMASSE VIA GASSIFICAZIONE

15 TECNOLOGIE ED IMPIANTI DI GASSIFICAZIONE IN ENEA PIATTAFORMA SPERIMENTALE ENEA PER LA GASSIFICAZIONE DELLE BIOMASSE TIPOLOGIA & COMPOSIZIONE DELLE BIOMASSE USI FINALI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTICA/CALORE LETTO FLUIDO CATALITICO RICIRCOLANTE Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI, MTG, FC o alla produzione di biocombustibili da Fischer Tropsh Aria LETTO FLUIDO RICIRCOLO INTERNO Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI e/o biocombustibili Syngas pulito Fumi di Combustione Vapore Syngas pulito Biomassa Biomassa DIFFERENTI TECNOLOGIE DI GASSIFICAZIONE LETTO FISSO DOWNDRAFT Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI Vapore Aria Ossigeno Gas grezzo Zona di combustione LETTO FISSO UPDRAFT Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI previo cleaning spinto del syngas Biomassa Vapore Syngas grezzo Aria

INTERNO Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI e/o biocombustibili Syngas pulito Fumi di Combustione Vapore Syngas pulito Biomassa Biomassa DIFFERENTI TECNOLOGIE DI GASSIFICAZIONE LETTO

16 PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES - BRISK

17 Progetti ENEA in ambito valorizzazione energetica di biomasse via gasification processes PON µ-perla

18 PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES HY TRACTOR Attività ENEA: Generazione di H 2 puro dalla gassificazione di biomasse per applicazioni in Fuel cell

Attività ENEA: Generazione di H 2 puro dalla

19 PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES HY TRACTOR

20 PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES HY TRACTOR

21 PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES UNIfHY

22 IL PROGETTO ENERPARK REALIZZAZIONE DI UN IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE ALIMENTATO A BIOMASSE PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E BIOMETANO SNG OUTPUT ENERGETICI BIOMETANO per l AUTOMOTIVE Lignina 30% Cellulosa 45% Emicellulosa 25% Altri USI FINALI dell impianto: TRIGENERAZIONE PRODUZIONE DI ELETTRICITA IMMISSIONE RETE DISTRIBUZIONE BIOCOMBUSTIBILI LIQUIDI &CHEMICALS

23 Il Reperimento della materia prima: LA BIOMASSA LE BIOMASSE UTILIZZATE SARANNO SOLO QUELLE DERIVANTI DA MANUTENZIONE ORDINARIA DI SUPERFICI MARGINALI QUALI LE PERTINENZE STRADALI DEL PARCO DI GALLIPOLI COGNATO FINALIZZATO AL RECUPERO ED ALLA VALORIZZAZIONE ENERGETICA RAMAGLIE PROGRAMMA TRIENNALE DI FORESTAZIONE 2009/2011 PIANTE VECCHIE O MALATE SEGNALATE DALLA GUARDIA FORESTALE Carta Forestale Regionale risulta che circa ettari di boschi sono costituiti da popolamenti transitori. Circa la metà di tali formazioni sono costituiti dai cosiddetti cedui invecchiati di proprietà pubblica La gestione sostenibile dei boschi contribuisce al mantenimento e rivitalizzazione delle attività tradizionali sul territorio nonché alla valorizzazione delle risorse endogene presenti sul territorio stesso. E necessario pertanto proseguire l opera di miglioramento dei soprassuoli boscati attraverso gli interventi di: rinaturalizzazione dei rimboschimenti, diradamenti dei soprassuoli, conversioni all alto fusto di cedui invecchiati, selvicoltura preventiva a fini antincendio.

24 Il Reperimento della materia prima: LA BIOMASSA UTILIZZO DEL PORTALE ATLANTE NAZIONALE DELLE BIOMASSE PER LA QUANTIFICAZIONE LOCALE DI BIOMASSE DERIVANTI DALLA MANUTENZIONE ORDINARIA DI SUPERFICI MARGINALI NELLE PERTINENZE STRADALI DEL PARCO DI GALLIPOLI COGNATO RECEPITO ALL INTERNO DELL ACTION PLAN MSE PER L IMPLEMENTAZIONE DELLA DIRETTIVA 2009/28/CE, LA biomasse.enea.it PENDENZE 0 10% 11 20% 21 40% 41 60% > 61 % PARCO DI GALLIPOLI COGNATO PENDENZE 0 8% 8 20% 20 32% 32 44% > 44% ACCETTURA Individuata l area di approvvigionamento potenziale, si è proceduto all individuazione delle aree boschive incluse nel buffer di 1 km dalla strada, in modo da minimizzare il costo per il reperimento della biomassa dal bosco al punto di raccolta e trasporto posto in corrispondenza della strada principale ed inoltre è stata valutata la pendenza delle aree boschive del bacino di approvvigionamento, risultata inferiore all 8% e quindi di facile reperimento.

25 PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES AdP ENEA-MSE: BIOPOWER & BIOFUELS PRODUCTION Gassificazione di matrici organiche in acqua a condizioni supercritiche SCWG Cattura della CO 2 Unità di metanazione CICLO A VAPORE SUPERCRITICO Impianto bench scale di biosng PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E BIOMETANO AD ELEVATA PRESSIONE Gassificatore in condizioni supercritiche

26 Produzione di biometano per l immissione in rete distribuzione, la Mobilità ad impatto zero e la generazione distribuita di energia elettrica Settore dei trasporti e biocombustibili SETTORE AUTOMOTIVE COGENERAZIONE IMMISSIONE RETE DISTRIBUZIONE Modulo di upgrading Impianto di upgrading Sala Controllo Digestione anaerobica Caratteristiche biogas upgrading Pressione al 1 e 2 stadio(bar) 20, 20 Purezza in CH4(%Vol) 98 Purezza in CO2(%Vol) 98.1 Recupero di CH4(%Vol) 99.7 Costo esercizio ( cent/nm 3 biogas upgradato) Costi totali incluso biogas grezzo ( cent/nm 3 biogas upgradato)

27 CONCLUSIONI La gassificazione delle biomasse è un processo che si presta a diversi ambiti di applicazione ai fini energetici: Produzione di Energia elettrica e calore: In tal senso rispetto ad altre FER i costi di produzione da biomassa sono più alti ma la politica di incentivazione del DM 6 luglio 2012 rende la produzione di energia elettrica e calore da gassificazione conveniente e integrabile nel sistema di produzione nazionale, specie per piccoli impianti Produzione di Biocarburanti di sintesi: Elevati costi di produzione rispetto a quelli di origine fossile. In tale direzione incentivi ad hoc potrebbero aiutare lo sviluppo del settore E necessario guidare il processo in atto di crescita complessiva della bioenergia in Italia, evitando il rischio di possibili distorsioni che potrebbero influire negativamente su un comparto vitale e dalle grandi potenzialità per la salvaguardia del territorio e la decarbonizzazione dell economia del futuro. In tal senso lo sviluppo di filiere corte e un ruolo di maggior rilievo dell agricoltura può essere elemento chiave per lo sviluppo di bioenergie sostenibili GRAZIE PER L ATTENZIONE

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