Biogas e Biometano: tecnologie, situazione e prospettive. Giornata di studio AGROENERGIE E BIOCOMBUSTIBILI. Sergio Piccinini

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1 ACCADEMIA DEI GEORGOFILI Giornata di studio AGROENERGIE E BIOCOMBUSTIBILI Biogas e Biometano: tecnologie, situazione e prospettive Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni Animali Reggio Emilia FIRENZE 19 maggio 2011 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

2 Il contesto Le emissioni dei GHG, dal 1990 al 2008 sono diminuite dell' 11,3%, fa eccezione il settore dei trasporti che ha visto un aumento del 24%, con i trasporti su gomma responsabili per il 94%. Fonte: European Environment Agency Report, N 7/2010

3 Il contesto Il futuro mercato europeo del gas (miliardi m3/anno)

4 Il contesto Attualmente il gas naturale di produzione nazionale, pari a 7,9 NGm 3 nel 2009, copre circa il 10% dei consumi nazionali (76,3 NGm 3 nel 2009). Produzione di gas naturale in Italia negli ultimi 15 anni (Fonte: M.S.E., 2009)

5 Cosa promuovere Biometano Il Biogas dopo purificazione a Biometano può essere immesso direttamente nella rete del gas naturale

6 Purificazione del biogas ed immissione nella rete del gas

7 Oltre 110 impianti di upgrading operativi e in costruzione in Europa (di cui 77 immettono il metano nella rete pubblica). Fonte:IEA e German Energy-Agency (DENA)

8 Impianti di biogas in Europa che immettono il biometano in rete (77) Il volume totale di metano immesso in rete dei 77 impianti in Europa è pari a Nm 3 /h, che corrispondono a circa 350 milioni m 3 di CH 4 /anno. La produzione media degli impianti è pari a 500 Nm 3 /h. La potenzialità di produzione dei 110 impianti di up-grading in Europa è di circa 500 milioni m 3 di CH 4 /anno (Stima CRPA considerando una media di 500 Nm 3 /h per tutti gli impianti). Ripartizione del volume di biometano immesso in rete per tecnologia di purificazione; in parentesi il volume medio. Fonte:IEA e German Energy-Agency (DENA), 11/2010

9 Impianti di upgrading in Germania (Fonte: Weiland 5/2010)

10 Diffusione geografica degli impianti di biometano in Germania operativi e in fase di avviamento (Fonte German Energy Agency (DEA)-11/2009)

11 Impianti di upgrading in Svezia Numero impianti 38 impianti operativi 4 fuori servizio Fonte: SGC -A. Petterson

12 Svezia: sviluppo dell uso del biogas per autotrazione

13 L impianto di Linkoping, Svezia Volume di digestione: 7400 m 3 ( 2 reattori da 3700 m 3 ciascuno) Temperatura di processo: 37 C Tempo di ritenzione (HRT): giorni Costo investimento: 14 milioni di Euro Anno 2002: Liquame zootecnico: 4700 t/anno Scarti macellazione (Cat 3) + Acque reflue macellazione: t/anno Altri scarti organici: 8400 t/anno Produzione di CH4 : circa 3,5 milioni di Nm 3 /anno

14 I veicoli a metano in Europa e in Italia Nel 2009 circa 10,5 milioni di veicoli a metano nel mondo, che usano 32 miliardi di m 3 metano (27,5 Mtep)

15 Resa annuale in biocarburante per ha (come gasolio/benzina equivalente) MWh/ha/a (Fonte: Biofuels FNR 2006) 14,3 14,3 15,1 49,8

16 RETE NAZIONALE DEI GASDOTTI

17 Produzione di bioga in Europa nel ktep (98 TWh) Italia: biogas 444,3 ktep Consumo lordo > 190 Mtep da discarica RU da fanghi dep. da altro

18 Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali e colture energetiche Censimento impianti biogas (CRPA 03/2010) 273 impianti (74 in costruzione) Circa 150 MWe installati Emilia-Romagna (03/2011) 51 impianti (18 in costruzione) Circa 30 MWe installati

19 BIOGAS Layout filiera

20 Due esempi di impianti biogas agrozootecnici Az. Federici (CR) 1 MWe Liquami bovini + insilati Az. Cominello (MN) 1 MWe insilati + sottoprodotti agroindustriali +pollina Digestori: 2 primari+1 secondario (7940 m 3 ) 2 vasche stoccaggio (6760 m 3 )

21 BIOGAS da soli effluenti zootecnici Az. Pedrotti (RE) 750 vacche in lattazione CHP 330 kwe 2 digestori 3800 m 3 volume utile totale Circa t/anno di letame e liquame bovino

22 Impianto biogas UNIPEG - Pegognaga (MN) Biomasse: sangue bovino contenuto ruminale fango flottato 2 digestori da 2400 m 3 ciascuno CHP: 525 kwe

23 Biogas in Italia (CRPA, 03/2010) IMPIANTI (76 in costruzione) CATEGORIE IMPIANTI BIOGAS Effluenti zootecnici + scarti organici + colture energetiche Fanghi di depurazione civile - 14 FORSU - 32 Reflui agro-industriali Biogas da discarica RU (Fonte APER) 19 Circa MWe già installati Il PAN si pone l obiettivo al 2020 di solo 1200 MWe installati + biometano 12 2

24 Potenzialità biogas in Italia (Stime CRPA, 2009) Circa 20 TWh/anno di EE (2700 MWe) o circa 6,5 Miliardi m 3 di CH 4 /anno Principali substrati Deiezioni animali : t/a Scarti agro-industriali: t/a (Scarti di macellazione(cat.3): t/a) Fanghi di depurazione: t/a Fraz.org. dei RU: t/a Residui colturali: t SS/a Colture energetiche: ha

25 Analisi economica up-grading Caso di riferimento Impianto biogas con produzione di energia elettrica: 460 m 3 /h di biogas, convertiti in energia elettrica in un cogeneratore da 1000 kwe Caso studio Impianto biogas con up-grading a biometano (tecnologia a lavaggio con soluzione amminica): 500 m 3 /h di biogas purificati a biometano immesso in rete

26 Investimenti ( x 1000) dei due casi di studio

27 Costi di esercizio ( x 1000) dei due casi di studio

28 Convenienza economica: impianto da ~ 500 m 3 biogas /h o 1000 kw e

29 Conclusioni Negli ultimi anni sono stati costruiti diversi impianti di biogas in Italia. Il Biogas ha una forte potenzialità di crescita in Italia e il settore agricolo, zootecnico e agroindustriale possono essere la forza motrice di questa crescita: ampia disponibilità di biomasse di scarto ad alta fermentiscibilità; l integrazione con biomasse dedicate investe una percentuale minima della SAU totale; Il digestato è un ottimo fertilizzante organico.

30 Conclusioni Occorre potenziare la co-digestione anaerobica di biomasse di varia natura, di scarto e dedicate La digestione anaerobica rimane interessante anche per il trattamento di soli effluenti zootecnici La digestione anaerobica offre interessanti prospettive per l auto-sostentamento energetico di impianti finalizzati alla riduzione del carico azotato di effluenti zootecnici prodotti in Zone Vulnerabili da nitrati

31 Conclusioni Poiché in Italia abbiamo: le biomasse necessarie alla produzione di biogas una rete del gas metano ben sviluppata Aziende Multiservizi che gestiscono la rete terminale LO SVILUPPO DEL BIOMETANO NON PUO NON ESSERE PERSEGUITO MEDIANTE OPPORTUNE AZIONI DI INCENTIVAZIONE! Il rendimento energetico complessivo è ALMENO IL DOPPIO RISPETTO ALLA PRODUZIONE DI SOLA EE!!!

32 Conclusioni Il biogas/biometano può aiutare in tutte le componenti energetiche previste dal PAN Elettricità da FER Calore da FER FER per i trasporti Quota di energia da FER sul consumo finale lordo di energia = Consumo Finale Lordo da FER Consumo Finale Lordo totale Riduzione dei consumi = 17 % Fonte: GSE

33 ACCADEMIA DEI GEORGOFILI Giornata di studio Grazie per l attenzione AGROENERGIE E BIOCOMBUSTIBILI http//sebe.crpa.it FIRENZE 19 maggio 2011 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

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