Lo sviluppo delle bioenergie: Strumenti per l analisi di fattibilità degli impianti di conversione energetica L esperienza di ETRA S.p.A.

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1 Lo sviluppo delle bioenergie: Strumenti per l analisi di fattibilità degli impianti di conversione energetica L esperienza di ETRA S.p.A. Divisione Servizio Idrico Integrato dott.ing. Marco Bacchin

2 80 Comuni Sup. = 2062 kmq Provincia di Trento Milano Trento Venezia Provincia di Treviso Vicenza Provincia di Venezia Venezia Padova

3 I servizi di Etra per i Comuni Etra nasce il 1 gennaio 2006 dall aggregazione dei gestori del servizio idrico integrato attivi nelle province di Vicenza e Padova. Etra è una multiutility a proprietà totalmente pubblica. Servizio idrico integrato ab. serviti mc/anno erogati Gestione rifiuti urbani ab. Serviti, ~ ton/anno RU raccolti e RD% 67% Trattamento delle frazioni Organiche in 3 impianti (Vigonza-aerobico, Camposampiero e Bassano-anaerobici) circa ton di matrici organiche trattate

4 Esigenze dei cittadini e del territorio e requisiti richiesti dalla legge Comuni e ATO effettuano la ricognizione delle esigenze, pianificano attività e nuove opere e stabiliscono le tariffe necessarie a coprire i costi delle attività pianificate Tariffa servizio idrico Tariffa rifiuti Le attività realizzate rispondono alle esigenze e ai requisiti di legge Piano finanziario servizio rifiuti Piano d Ambito servizio idrico risorse economiche Il soggetto gestore (Etra) gestisce i servizi e realizza attività e lavori pianificati

5 Servizio idrico Profilo aziendale Rifiuti Altri servizi per i Comuni Riqualificazione energetica e generazione energia rinnovabile 40 milioni di mc d acqua erogati t di rifiuti c.a abitanti Global Service c.a abitanti Servizi per le imprese Gestione rifiuti speciali

6 Impianto DA ad Umido Ubicazione (Camposampiero - PD) Avviato nel 2005 è costituito da 1 digestore con volume di m 3 lordi, l impianto è integrato ad un impianto di depurazione di reflui urbani con capacità di A.E.

7 Digestore di Camposampiero Parametri di progetto Caratteristiche del digestore volume mc solidi sospesi 2-5% tempo di ritenzione 17 gg temperatura d esercizio C carico specifico consigliato volume gasometro 3 kg SV/(mc x giorno) (max mc 5) L impianto adotta tecnologia LINDE Potenzialità di trattamento Depurazione a.e. t/anno FORSU Reflui zootecnici Fanghi di depurazione (8% ss)

8 Digestore di Camposampiero Prestazioni anno 2007 quantità trattate: t/anno FORSU (raccolta porta a porta) Fanghi di depurazione (8% ss) Dati Scarti totali Valori 16% del peso dei Rifiuti Solidi in ingresso mn3 Produzione di biogas Metano nel biogas 60-63% Produzione specifica di biogas 680 mn3/t SV Riduzione dei solidi volatili 74% Riduzione dei solidi totali 63% Tempo di ritenzione medio 22 giorni Energia elettrica (kwh) Prodotta Consumata (dalla sezione di pretratt. e DA dei rifiuti) Venduta o ceduta (al dep. o alla rete)

9 Schema di flusso Digestore di Camposampiero FORSU Deferrizzazione Triturazione primaria pulper - vagliatura Vasca di idrolisi Fanghi Energia elettrica e termica Reflui zootecnici Vagliatura Digestore Anaerobico Biogas Recupero Frazione solida Disidratazione Frazione liquida Depuratore

10 Impianto DA ad Secco Ubicazione (Bassano - VI) Avviato nel 2003 è costituito da 3 digestori con annesso un impianto di compostaggio per il trattamento della frazione solida del digestato

11 L impianto è sito in Quartiere Prè a circa 1,5 km dal centro di Cartigliano e 5 km dal centro di Bassano

12 L impianto comprende una discarica esaurita e un centro di stoccaggio per rifiuti urbani e speciali oltre ad un Centro intercomunale di Raccolta Occupa un area complessiva di mq di cui oltre occupati per l impianto di DA, dista poco più di 1 km dal depuratore di Bassano

13 Impianto DA di Bassano del Grappa - VI DATI DI PROGETTO Matrice t/anno RSU tal quale FORSU Fanghi di depurazione Dati Valori Numero digestori 3 Solidi totali nell alimentazione 29-33% Tempo di ritenzione (HRT) gg Carico specifico consigliato 7,7 kg SV/(m 3 x giorno)

14 SCHEMA DI PROGETTO ENERGIA COMPOST FORSU Fanghi RSU Scarti DA + Compostaggio Frazioni Organiche Sottovaglio Organico Linea trattamento RSU Compost grigio CDR raffinato

15 SCHEMA ATTUALE ENERGIA COMPOST FORSU Verde e fanghi Secco Residuo DA + Compostaggio Frazioni Organiche Linea trattamento del Secco Residuo scarti CDR raffinato CDR grezzo Sottovaglio Organico

16 Digestore di Bassano: schema di flusso semplificato PRETRATTAMENTO FORSU VAGLIATURA DEFERRIZZAZIONE VERDE TRITURATO TRATTAMENTO GAS Energia elettrica e termica Digestori Anaerobici VERDE TRITURATO Ammendante DEPURATORE Frazione liquida CENTRIFUGA In agricoltura Frazione solida COMPOSTAGGIO

17 PARAMETRI DI PROGETTO Bassano Camposampiero numero digestori 3 1 volume di ogni digestore mc, di cui circa 400 occupati dal gas (fino a 100 mbar) mc, di cui circa 300 occupati dal gas (fino a 20 mbar) solidi totali nell alimentazione 29-31% 7% tempo di ritenzione gg 17 gg temperatura d esercizio 38 C C carico specifico consigliato 7,7 kg SV/(mc x giorno) 3 kg SV/(mc x giorno) (max 5)

18 RISULTATI PRIMO SEMESTRE 2007 tonnellate trattate Bassano Camposampiero FORSU Lignocellulosici (strutturante) Fanghi di depurazione (8% ss) principali risultati Bassano Camposampiero scarti totali 16% del peso della FORSU in ingresso 16% del peso della FORSU in ingresso produzione biogas Nmc Nmc percentuale di metano nel biogas 58-62% 60-63% produzione specifica di biogas 520 Nmc/t SV 650 Nmc/t SV riduzione dei solidi volatili 60% 74% riduzione solidi totali 45% 63% tempo di ritenzione medio 35 giorni 22 giorni Energia elettrica (kwh) prodotta consumata nell impianto acquistata dalla rete venduta

19 CRITICITA GESTIONALI 1/2 PUREZZA MATERIA ORGANICA; CONDIZIONAMENTO MATERIA; MODALITA ALIMENTAZIONE e STAGIONALITA ; COMPLESSITA IMPIANTISTICA; DEPURAZIONE BIOGAS; VARIABILITA INCENTIVAZIONE (CV, tariffa omnicomprensiva); SMALTIMENTO SCARTI (percolato, sovvalli, impurità);

20 CRITICITA GESTIONALI 2/2 IMPATTO AMBIENTALE (odori, rumori, traffico); COSTITUZIONE COMITATI DI CONTROLLO; Tempi autorizzazione e realizzazione

21 Qualità della frazione Organica E un fattore importante nella determinazione dei costi di gestione!!

22 La raccolta differenziata porta ad un minor consumo di materie prime Raccolta differenziata media nei Comuni in cui Etra gestisce il servizio rifiuti Italia Veneto Etra 70,00% Obiettivo 2012 % Raccolta differenziata 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Obiettivo 2009 Media RD Etra 1 semestre 2009: 64% Con compostaggio domestico: RD media 67%

23 Contenitore stradale Porta a porta non monitorato Porta a porta monitorato

24 Dipendenza (teorica) stimata per difetto dei costi di trattamento dalla % di scarti della frazione organica conferita e dai costi di smaltimento degli scarti Costo smaltimento + trasporto Costi di trattamento /ton domicicliare Costi di smaltimento Stradale scarto /ton 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% purezza merceologica % organico

25 Prezzi unitari di riferimento FORSU /ton franco impianto (in funzione della qualità) FANGHI DEPURAZIONE /ton VERDE /ton

26 Nel reattore il flusso di materia è circolare ed è assicurato dal ricircolo del biogas Ogni reattore è riempito per circa l 80% del volume con il rifiuto da digerire il resto è disponibile per il biogas e funge da gasometro

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32 Biogas prodotto e consumato (mc/die) feb 2009 andamento con 3 motori in esercizio Nmc/die 25/01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /01/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/ /02/2009 dom lun mar mer gio ven sab dom lun mar mer gio ven sab dom lun mar mer gio ven sab dom lun mar mer gio ven sab dom TORCIA CALDAIA MOTORI TOTALE

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34 Scrubber e Biofiltro Tubazioni di aspirazione aria esausta intero impianto

35 L=1,2 km Dopo la separazione solido/liquido il digestato liquido, i percolati della fossa, le acque dei piazzali e la condensa ricavata dal biogas sono avviati al depuratore tramite condotta sotterranea dedicata. Nel depuratore viene effettuato uno stripping dell ammoniaca (N 3 g/l) mediante aggiunta di NaOH e H2SO4 con eliminazione del Solfato di Ammonio, le acque di scarico vanno in testa al depuratore

36 Kwh/ton I sem

37 Alimentazione FORSU e produzione biogas Nm t Biogas prodotto [Nm3/m] TVS polpa alimentata all'idrolisi [t] TVS fanghi alimentati al digestore [t] mese

38 Produzione specifica biogas e HRT , , Nmc/t SV alimentati ,00 20,00 15,00 10,00 giorni ,00 0 feb mar apr mag giu lug ago set ott nov dic 0,00 Nmc biogas per t SV alimentati HRT digestore

39 Biogas prodotto e alimentazione biogas [Nm3/d] OLR [kgtvs/(m3*d)] 6,00 5,00 Nm3/d ,00 3,00 2,00 1,00 OLR [kgtvs/(m3*d)] 0 0,00 25/03/07 08/04/07 22/04/07 06/05/07 20/05/07 03/06/07 17/06/07 01/07/07 data

40 L energia consumata obiettivo Unione Europea 2020 Il fabbisogno energetico di Etra (circa Tonnellate Equivalenti di Petrolio l anno) è soddisfatto con: Consumo complessivo di energia Consumo (elettricità, complessivo metano, di gasolio) energia (elettricità, 2008 metano, (GJ) gasolio) da fonti rinnovabili da fonti non rinnovabili 9% 20% 91%

41 L energia prodotta Produzione energia da fonti rinnovabili kwh Vigonza - impianto fotovoltaico sede Etra via Grandi Bassano - generazione elettricità da biogas discarica Pascolara Cittadella - generazione elettricità da biogas digestione anaerobica fanghi depuratore Camposampiero - generazione elettricità da biogas digestione anaerobica umido centro biotrattamenti Bassano - generazione elettricità da biogas digestione anaerobica umido quartiere Prè Nove - centrale idroelettrica Crosara Carmignano - centrale idroelettrica Camazzole

42 Energia prodotta/fabbisogno Etra Etra Energia elettricità elettrica generata generata da fonti da rinnovabili fonti rinnovabili / fabbisogno / di fabbisogno elettricità di elettricità obiettivo Italia 2010 (strategia di Lisbona): 25% obiettivo Unione Europea 2010 (strategia di Lisbona): 22%

43 Conclusioni (1) L impianto di digestione anaerobica di frazione organiche selezionate alla fonte deve prevedere : 1. Un sistema di pretrattamento della frazione organica 2. Un sistema di trattamento delle acque di scarto 3. Un sistema di valorizzazione o inertizzazione del digestato (compostaggio aerobico, essiccamento ecc.) La produzione di energia elettrica attraverso la digestione anaerobica a secco delle frazioni organiche selezionate con la raccolta differenziata è significativa e interessante ed evidenzia rese di produzione di energia elettrica molto alte che possono arrivare (con utilizzo integrale del biogas) a 300 kwh/ton Di questa energia circa oltre il 60% può essere ceduta per altri utilizzi. Le rese in compost grezzo sono pari a circa il 16% se si parla di flussi di materia ma salgono al 40% in termini si SS

44 Contatti Divisione Servizio Idrico Integrato Tel Fax

45 Grazie per l attenzione

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