RELAZIONE TECNICO-SCIENTIFICA

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1 RELAZIONE TECNICO-SCIENTIFICA Progetto BI.R. Linea C Bando POR-CREO FESR Linee di attività 1.5a e 1.6 Bando Unico R&S 2012 Decreto Regione Toscana n del 30/12/2011 BIOGAS REPOWERING Discarica di Podere Rota Terranuova Bracciolini (AR) Centro Servizi Ambiente Impianti S.p.a. Richiesta di approvazione e autorizzazione alle attività sperimentali ai sensi dell art. 211 del D.Lgs. 152/2006 Febbraio 2015 Autori: Prof. Lidia Lombardi Ing. Isabella Pecorini

2 Sommario Sommario... 2 Premessa Introduzione Obiettivi del progetto Stato dell arte Fasi del progetto Tipologie di rifiuto oggetto della sperimentazione Tipologia delle prove sperimentali Quantità Descrizione preliminare del reattore pilota Rimozione del reattore pilota al termine dell attività sperimentale Breve sintesi dei risultati attesi Cronoprogramma dell attività di ricerca Matrici ambientali interessate dalla sperimentazione Bibliografia

3 Premessa La presente relazione è stata redatta dal PIN s.c.r.l. Servizi didattici e scientifici per l Università di Firenze al fine di presentare le attività del progetto Bi.R., che ha per oggetto lo studio del Biogas Repowering. PIN s.c.r.l. è consulente del coordinatore del progetto Bi.R., l azienda Cavalzani Inox s.r.l. In particolare il progetto prevede la realizzazione e la dimostrazione del funzionamento di un reattore pilota per il trattamento del gas di discarica di scarsa qualità, in termini di contenuto di metano. Il reattore pilota sarà ospitato presso la discarica di Podere Rota, gestita da Centro Servizi Ambiente Impianti S.p.a. (di seguito CSAI). CSAI prende parte al progetto Bi.R. in qualità di consulente del coordinatore Cavalzani Inox s.r.l. Si specifica inoltre che le attività di cui alla presente proposta di ricerca, effettuate da Cavalzani Inox s.r.l., PIN s.c.r.l. e CSAI s.p.a., non hanno alcun scopo di lucro. Nella presente Relazione Tecnico-Scientifica (RTS), redata in ottemperanza a quanto previsto dalla procedura per l approvazione e l autorizzazione delle attività sperimentali (Deliberazione Regione Toscana N.1040 del 16/11/2009, avente per oggetto il D.Lgs.152/2006 art.211 Approvazione dei nuovi criteri generali per l`autorizzazione alle attività sperimentali), verranno forniti gli elementi utili all inquadramento del problema e le nozioni tecnico-scientifiche più significative in merito ai processi di trattamento del biogas finalizzati all incremento del contenuto di metano. Verranno inoltre descritte le fasi progettuali previste e saranno forniti gli elementi di progettazione preliminare dei dispositivi sperimentali. 3

4 1 Introduzione 1.1 Obiettivi del progetto Il progetto BI.R. è volto allo ricerca e allo sviluppo di un innovativa linea di impianti per l arricchimento della componente metano nel biogas di discarica per essere impiegata efficientemente (o efficacemente) in motori a combustione interna per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili. L idea nasce dalla constatazione che il biogas derivante dalla degradazione biologica anaerobica di materiale biodegradabile (in discarica o in appositi reattori di digestione anaerobica industriali) è generalmente composto per circa il 50-60% in volume da metano e per il 50-40% in volume da anidride carbonica, con la presenza di acido solfidrico in concentrazioni comprese fra ppm. Con queste caratteristiche, dopo l eventuale riduzione della presenza dell acido solfidrico, il biogas viene comunemente utilizzato per alimentare motori a combustione interna per la cogenerazione di energia elettrica e termica. Quando però il contenuto di metano del biogas è troppo basso generalmente inferiore al 39% in vol. non è più possibile alimentarlo ai motori a combustione interna ed il biogas viene generalmente bruciato in torcia, senza recuperarne il contenuto energetico. Rispetto a questo tipo di situazione, la presente proposta di innovazione si pone l obiettivo di mettere a punto un impianto di trattamento del biogas povero finalizzato a migliorarne la qualità, incrementando il contenuto di metano, per renderlo utilizzabile comunque nei motori a combustione interna. Il processo si basa sulla cattura della anidride carbonica presente nel biogas utilizzando residui solidi ricchi in composti di calcio (processo di carbonatazione accelerata), quali ad esempio le scorie di combustione dei rifiuti, che si sono dimostrate efficaci anche nella rimozione dell acido solfidrico. Oltre ai due principali effetti di arricchimento del contenuto di metano e riduzione della presenza di acido solfidrico, il processo proposto offre altri due benefici addizionali, non oggetto di approfondimento nell ambito di questo progetto: la qualità dei residui solidi utilizzati viene migliorata in termini di riduzione della cessione dei metalli; l anidride carbonica sottratta al biogas viene permanentemente catturata e stoccata nei residui solidi stessi. 1.2 Stato dell arte Gli ambiti applicativi interessati dal progetto sono riconducibili sostanzialmente a due aspetti del trattamento e dello smaltimento dei residui solidi: il biogas di discarica e lo smaltimento/trattamento di alcune tipologie di residui solidi industriali. Attualmente, lo stato dell arte per il trattamento di un biogas che non abbia le caratteristiche adatte alla combustione in motori, prevede comunque l obbligo da parte del gestore della discarica di captarlo per 4

5 poi bruciarlo in torcia in assenza di recupero energetico con il fine di trasformare il metano presente in anidride carbonica (e ridurre quindi l impatto sull ambiente in termini di effetto serra). Il metodo, con cui si propone di trattare il biogas suddetto, è basato su un processo innovativo fondato sul processo chimico della carbonatazione accelerata di residui solidi. Entrambi gli aspetti della proposta risultano innovativi rispetto allo stato dell arte dal momento che non sono esistenti tecnologie o impianti commerciali o dimostrativi che applichino il concetto della carbonatazione di residui industriali al trattamento del biogas di discarica, per i fini previsti dal progetto. Il processo proposto per il trattamento del biogas - la carbonatazione accelerata 1 dei residui solidi - è un processo che consiste nella reazione esotermica della anidride carbonica con i composti di calcio e magnesio contenuti in residui di alcuni processi industriali (combustione del carbone, dei rifiuti, metallurgia). Inoltre, si è riscontrato che dopo la stabilizzazione mediante carbonatazione accelerata per alcuni tipi di residui, come tra gli altri le bottom ash (Van Gerven et al., 2005) e i residui dal trattamento fumi (Baciocchi et al., 2009) degli impianti di incenerimento rifiuti, le scorie di acciaieria (Huijgen et al., 2005) (Huijgen and Comans, 2006), migliora il comportamento a lisciviazione relativamente ad alcuni metalli pesanti, e ciò può consentire il riutilizzo dei residui trattati in specifiche applicazioni di ingegneria civile o il rispetto dei limiti di accettabilità delle discariche. In particolare il processo di carbonatazione diretta attraverso il contatto gas/solido è stato proposto e studiato nella sua applicazione all upgrading del biogas di discarica, utilizzando bottom ash dalla combustione di rifiuti, per la produzione di biometano attraverso la realizzazione di prove a scala di laboratorio (Mostbauer and Lenz, 2007) (Mostbauer et al., 2008). Successivamente è stato messo a punto un impianto pilota in grado di trattare 2-4 Nm 3 /h di biogas (Mostbauer et al., 2014) (Mostbauer et al., 2012) (Olivieri et al., 2011). I risultati della sperimentazione pilota forniscono la conferma della capacità di reazione immediata delle bottom ash nella cattura della anidride carbonica e della loro efficacia nella rimozione immediata anche dell acido solfidrico. La capacità di reazione delle bottom ash, però, si esaurisce dopo 6-8 ore di attraversamento del flusso di biogas da trattare e la capacità di cattura della anidride carbonica si attesta intorno a 0,01-0,015 kg di CO 2 per kg di bottom ash. A fronte quindi della grossa semplicità del processo, da una prima analisi di trasferimento su scala industriale, è subito emerso lo svantaggio della richiesta di elevate quantità di bottom ash (per trattare Nm 3 /h di biogas e 1 Il termine carbonatazione accelerata è quello più appropriato per indicare il processo industriale di interesse descritto nel seguito, dal momento che la carbonatazione di alcuni minerali presenti in natura o pure di alcune tipologie di residui solidi industriali è un processo che già avviene naturalmente attraverso la fissazione della anidride carbonica presente in atmosfera. In tal caso, viste le bassissime concentrazioni con cui la anidride carbonica è presente in atmosfera, il processo richiede tempi molto lunghi e non utili ai fini industriali. Per questo motivo, sulla base del processo naturale, è possibile accelerare la fissazione della anidride carbonica realizzando a livello industriale la carbonatazione accelerata. Per semplicità, nel seguito si utilizzerà sempre il termine carbonatazione pur, ovviamente, riferendosi alla carbonatazione accelerata. 5

6 portarlo alle condizioni di biometano circa 98% in vol. di CH 4 sono necessarie circa t/anno di bottom ash 2 ). La presente proposta si pone l obiettivo di sfruttare la semplicità del processo di carbonatazione di residui solidi industriali per il trattamento del biogas di discarica, ma con la finalità di rimuovere parte della CO 2 diluente risultando in una richiesta minore di residui solidi. 1.3 Fasi del progetto Il progetto Bi.R. ha avuto inizio nel luglio 2013, ed avrà termine a giugno 2015, e prevede la successione dei seguenti obiettivi operativi a loro volta suddivisi in attività. Obiettivo operativo 1: Definizione delle condizioni operative Attività 1.1: selezione materiali e test di laboratorio. Attività 1.2: : ideazione e realizzazione reattori di laboratorio. L'ideazione e realizzazione in scala ridotta di reattori statici e dinamici. Attività 1.3: test di laboratorio su reattori statico e movimentato. Definizione delle condizioni operative del reattore statico e dinamico. Attività 1.4: confronto preliminare statico/movimentato e sintesi delle condizioni operative. Obiettivo operativo 2: Costruzione impianto dimostrativo Attività 2.1: Analisi delle problematiche progettuali e costruttive di dimensionamento per passare da un prototipo (statico/dinamico) in scala di laboratorio ad un impianto in scala pilota. Attività 2.2: prototipazione di un reattore statico/movimentato in scala pilota per prove on site. Obiettivo operativo 3: Messa a punto e funzionamento Attività 3.1: Collaudo con gas da discarica Attività 3.2: Test di funzionamento con bottom ash Attività 3.3: Dimostrazione di funzionamento 2 Si consideri che un impianto di incenerimento di rifiuti urbani di taglia tipica italiana ( t/a) produce circa t/a di bottom ash. 6

7 Le attività previste dall obiettivo operativo 1 sono state svolte e concluse. La tipologia di residui selezionati per le prove su scala pilota è la scoria di combustione da incenerimento dei rifiuti urbani (bottom ash). Sono in via di conclusione le attività relative all obiettivo operativo 2, attraverso la realizzazione da parte di Cavalzani Inox s.r.l. di un reattore pilota di tipo statico. Le attività previste dall obiettivo operativo 3, relative a collaudo, prove di funzionamento e dimostrazione di funzionamento del reattore pilota, saranno ospitate presso la Discarica di Podere Rota CSAI s.p.a. e sono quindi l oggetto della presente richiesta di approvazione ed autorizzazione delle attività sperimentali ai sensi della Deliberazione Regione Toscana N.1040 del 16/11/

8 2 Tipologie di rifiuto oggetto della sperimentazione Le tipologie di rifiuto oggetto della sperimentazione sono: - il gas di discarica prodotto dalla degradazione della sostanza organica contenuta nei rifiuti conferiti (CER rifiuti non specificati altrimenti); prelevato dalla rete della discarica; - le scorie di combustione dei rifiuti urbani in impianti di incenerimento, nel seguito bottom ash (CER ceneri pesanti e scorie); tale rifiuto arriva in ingresso alla discarica di Casa Rota per lo smaltimento nell impianto; il prelievo dei quantitativi necessari di tali scorie (circa 2 tonnellate per viaggio) viene effettuato dopo l ingresso in discarica presso l area in coltivazione adibita al loro smaltimento. Al termine della prova (dopo circa 4-5 giorni dal prelievo del rifiuto in ingresso) le scorie trattate sperimentalmente verranno smaltite nell area della discarica adibita. 2.1 Tipologia delle prove sperimentali Le prove sperimentali che verranno condotte sull impianto pilota prevedono l alimentazione con gas estratto dalla discarica (il sistema di estrazione è già esistente dal momento che è stato messo a punto in precedenti progetti finanziati a livello Europeo e nazionale 3 ). Il flusso di gas viene inviato al reattore pilota, costituito da un letto fisso di bottom ash, attraversandolo. Il gas in uscita, in cui il contenuto di metano è aumentato, viene rinviato nella rete del gas di discarica. Il letto di bottom ash cattura la CO 2 presente nel gas, aumentando quindi la concentrazione volumetrica del metano. La capacità di cattura della CO 2 da parte delle bottom ash è inizialmente completa (100%) e poi inizia a decrescere nel tempo. L utilizzo di un dato quantitativo di bottom ash ha fine nel momento in cui la concentrazione di metano nel gas in uscita raggiunge il limite di accettabilità per la combustione nei motori (39-40% in volume). Dalle prove sperimentali condotte in laboratorio nelle prime fasi del progetto, questa durata è pari a circa 8-10 ore. Il processo è dunque del tipo batch. Una volta esaurita la capacità di cattura delle bottom ash la prova sperimentale si conclude e, per eseguirne un altra, è necessario svuotare il reattore dalle bottom ash esauste e riempirlo con nuove bottom ash per riavviare il processo. Ragionevolmente, per l Attività 3.2 (Test di funzionamento con bottom ash), considerando le operazioni di caricamento e svuotamento del reattore pilota, una singola prova di funzionamento potrà essere svolta nell arco di una giornata. 3 Progetto LIFE UPGAS-LOWCO2 (LIFE08/ENV/IT/000429), ; Progetto TECGAS finanziato dal Ministero dell Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare (MATTM) nell ambito del bando Finanziamento di progetti di ricerca finalizzati ad interventi di efficienza energetica e all utilizzo delle fonti di energia rinnovabile in aree urbane,

9 Nella fase Attività 3.3 (Dimostrazione di funzionamento), lo scopo è dimostrare la possibilità di poter operare il processo in maniera continua, vale a dire senza interrompere il flusso del gas in ingresso al momento dell esaurimento della capacità di cattura da parte delle bottom ash. Per fare questo si procederà a deviare il flusso di gas sul secondo reattore gemello già caricato e preparato e quanto meno ad iniziare la prova su tale secondo reattore. L effettiva possibilità di portare a conclusione la seconda prova dipenderà dalla durata della capacità delle bottom ash di catturare la CO 2. Se in termini temporali si dovesse andare oltre rispetto all orario di apertura della discarica, si procederà ad interrompere la prova per poi riprenderla in giorno successivo. 2.2 Quantità Il reattore pilota richiede per il funzionamento circa 1 tonnellata di bottom ash per prova, con ciascuna prova della durata di circa 8-10 ore. Dal momento che, come detto sopra, in un giorno è possibile effettuare una prova, l alimentazione di bottom ash al reattore pilota è pari a circa 1 tonnellata/giorno, nei giorni in cui si effettueranno le prove. Nel periodo dedicato alla sperimentazione (15 marzo - 15 giugno 2015) si prevede di realizzare circa 15 prove, da svolgersi in date da definire. Quindi il quantitativo di scorie complessivamente necessario è stimato pari a circa 20 tonnellate, considerando il probabile scarto dovuto alla necessità di eliminare i materiali più grossolani. In totale quindi, la portata giornaliera di alimentazione di bottom ash al reattore pilota sarà pari a circa 1,3 tonnellate/giorno. Queste quantità saranno garantite dalla misura del quantitativo di bottom ash immesse per ciascuna prova nel reattore pilota. Durante la sperimentazione si assume che la composizione del biogas povero in ingresso al reattore pilota sia quella riportata di seguito. Tabella 1: Composizione teorica del biogas povero CO 2 CH 4 O 2 N 35 % v/v 20 % v/v 10 % v/v 35 % v/v Considerando che la portata di alimentazione al reattore pilota è fissata a 4 Nm 3 /h, per ogni prova si utilizzeranno circa Nm 3 di gas. Per le 15 prove si utilizzeranno in tutto, quindi, circa Nm 3 di gas in ingresso. In base alla composizione, si stima una densità media del biogas povero pari a 1,41 kg/m 3. La portata in massa di alimentazione del gas al reattore pilota sarà quindi pari a 5,64 kg/h. Considerando un 9

10 funzionamento pari a 8-10 ore/giorno (ore/prova), la portata giornaliera di gas di discarica alimentata al reattore pilota sarà pari a kg/giorno (0,045-0,056 tonnellate/giorno). Queste quantità saranno garantite dal controllo della misura sulla portata di gas aspirata ed entrante al sistema sperimentale. 10

11 3 Descrizione preliminare del reattore pilota L impianto pilota di cattura della CO 2 da gas di discarica mediante bottom ash da incenerimento dei rifiuti urbani è composto principalmente due reattori pilota, identici, ciascuno progettato per contenere circa 1 t di scorie dalla densità di 1,66 t/m 3. La volumetria utile, di ciascun reattore, ad ospitare le scorie è pari a circa 0,6 m 3 (Figura 1) Ciascuna singola prova di funzionamento durante l Attività 3.2 (Test di funzionamento con bottom ash) verrà eseguita su un singolo reattore. I reattori funzioneranno in maniera alternativa e mai in parallelo. La presenza dei due reattori è necessaria per la fase finale del progetto Attività 3.3 (Dimostrazione di funzionamento) in cui verranno programmate alcune prove ravvicinate in modo da poter dimostrare il funzionamento in continuo del processo (funzionamento alternato dei due reattori). La linea di alimentazione del gas di discarica, infatti, prevede la presenza di una valvola che permette di direzionare il flusso di gas in ingresso all uno o all altro reattore (Figura 2). In tal modo nella fase finale del progetto sarà possibile deviare il flusso di gas dal primo al secondo reattore, quando saranno raggiunte le condizioni di esaurimento delle bottom ash, dimostrando la fattibilità potenziale di realizzare un processo in continuo. Ciascun reattore è costituito da un corpo cilindrico del diametro di circa 80 cm è può essere aperto superiormente per il caricamento delle scorie e inferiormente per le operazioni di scarico una volta terminato il test. Ciascun reattore è imperniato su un sistema che ne consente la rotazione rispetto all asse orizzontale. Questo sistema permette di inclinare il reattore per agevolare il caricamento e altrettanto facilita lo scarico al termine del test. Il caricamento e lo scaricamento del reattore avvengono manualmente. Il letto filtrante di scorie viene attraversato da un flusso di biogas dal basso verso l alto. Le scorie sono disposte su un piano rialzato rispetto al fondo del reattore su una piastra forata e munita di tessuto geotessile che trattiene le scorie stesse e consente il passaggio del gas: in questo modo nella zona inferiore del reattore è ricavata una camera che consente la distribuzione del gas prima dell attraversamento. L alimentazione del gas di discarica al reattore pilota è realizzata elaborando il gas prelevato da una sottostazione all interno della Discarica di Podere Rota in un compressore a pistoni a due stadi e regolando la portata di mandata con un sistema di regolatori di pressione. La composizione del gas viene misurata in ingresso e uscita dal reattore con un Gas Analyzer portatile (GA2000) che misura il CH 4 e la CO 2 attraverso celle ad infrarosso e l ossigeno tramite una cella elettrochimica. 11

12 Le portate di gas in ingresso e uscita dal sistema pilota sono misurate mediante un misuratore di portata volumetrico a turbina (Fluidwell) di piccola taglia. La pressione differenziale in ingresso è misurata mediante trasduttore di pressione a diaframma (Delta Ohm-HD 408T 100MBG) che lavora nei range di pressione ±100 mbar relativi all atmosfera. La pressione atmosferica per la stima della pressione assoluta viene misurata con un trasduttore barometrico (Delta Ohm HD 9908 BARO) con lettura minima 700 mbar e fondo scala 1100 mbar. Le temperature di ingresso e in uscita sono invece misurate utilizzando termocoppie di tipo K. Figura 1: Disegno del reattore in via di realizzazione (cfr. Appendice 1) 12

13 Figura 2: Layout del sistema pilota (cfr. Appendice 2) 13

14 4 Rimozione del reattore pilota al termine dell attività sperimentale Al termine delle attività sperimentali il reattore pilota verrà scollegato dalla esistente linea di alimentazione del gas di discarica e portato via dalla discarica da parte di Cavalzani Inox s.r.l. Non ci sono quindi costi di dismissione per questa fase. 5 Breve sintesi dei risultati attesi Gli esiti della sperimentazione saranno utili a definire: l effettivo funzionamento sul campo del processo di arricchimento del contenuto di metano nel biogas povero, rispetto a quanto ottenuto nelle fasi preliminari di laboratorio; i parametri operativi del processo, in particolare la capacità di trattamento delle specifiche bottom ash utilizzate (volume di gas trattato per unità di massa di bottom ash). 14

15 6 Cronoprogramma dell attività di ricerca Di seguito si riassumono le fasi progettuali e le relative tempistiche. Tabella 2: Cronoprogramma delle attività sperimentali presso la discarica Anno 2015 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Attività 3.1: Collaudo con gas da discarica Attività 3.2: Test di funzionamento con bottom ash Attività 3.3: Dimostrazione di funzionamento 15

16 7 Matrici ambientali interessate dalla sperimentazione La sperimentazione nasce con l obiettivo generale di promuovere l utilizzo di gas di discarica che, per basso contenuto di metano, non troverebbe altro utilizzo se non la combustione in torcia senza recupero di energia. Assumendo quale volume di controllo della sperimentazione quello corrispondete al reattore pilota, le entrate del sistema sperimentale sono: flusso di gas povero (CH 4, CO 2, O 2 ; N 2, gas in tracce), bottom ash. Le uscite del sistema saranno invece: flusso di gas trattato (CO 2, O 2 ; N 2, gas in tracce fra cui il CH 4 ), reimmesso nella rete del gas di discarica; bottom ash trattate, riposizionate presso l area in coltivazione della discarica. Analizzando le matrici ambientali interessate alla sperimentazione si osserva che: nel comparto aria, viene registrato un impatto positivo sulle emissioni dei gas-serra per la riduzione delle emissioni di anidride carbonica, catturata dalla bottom ash e fissata in forma solida; nel comparto suolo, le bottom ash trattate attraverso il processo di carbonatazione accelerata mostrano in generale un migliore comportamento rispetto alla lisciviazione di alcuni metalli (Van Gerven et al., 2005: Mostbauer et al., 2014), anche se questo aspetto non è oggetto specifico delle attività sperimentali. 16

17 Bibliografia Baciocchi, R., Costa, G., Di Bartolomeo, E., Polettini, A., Pomi, R., The effects of accelerated carbonation on CO2 uptake and metal release from incineration APC residues. Waste Management; 29: Huijgen, W.J.J., Comans, R.N.J., Carbonation of steel slag for CO2 sequestration: Leaching of products and reaction mechanisms. Environmental Science and Technology; 40: Huijgen, W.J.J., Witkamp, G.J., Comans, R.N.J., Mineral CO2 sequestration by steel slag carbonation. Environmental Science and Technology; 39: Mostbauer P., Lombardi L., Olivieri T., Lenz S, Pilot scale evaluation of the BABIU process - Upgrading of landfill gas or biogas with the use of MSWI bottom ash. Waste Management;34: Mostbauer, P., Lenz, S., Utilisation of lean landfill gas using MSWI bottom ash. In: 11th International Waste Management and Landfill Symposium, Cagliary, IT, Editor: CISA, Italy. Mostbauer, P., Lenz, S., Lechner, P., MSWI bottom ash for upgrading of biogas and landfill gas. Environmental Technology 29 (7), Mostbauer, P., Olivieri, T., Lombardi, L., Paradisi, A., Pilot-scale upgrading of landfill gas and sequestration of CO2 by MSWI bottom ash. In: Ash 2012 Conference, January 25 27, Stockholm. Available at: Olivieri, T., Lombardi, L., Mostbauer, P., Demonstration scale upgrading of landfill gas with the use of bottom ash BABIU process design and preliminary results, Sardinia In: 13th International Waste Management and Landfill Symposium. Editor of CD: CISA, IT. Van Gerven T., Van Keer E., Arickx S., Jaspers M., Wauters G., Vandecasteele C., Carbonation of MSWI-bottom ash to decrease heavy metal leaching, in view of recycling. Waste Management; 25:

18 ALLEGATO Presentazione di PIN s.c.r.l. PIN s.c.r.l. svolge attività di ricerca applicata presso il polo pratese attraverso le ricerche di 17 laboratori universitari operanti in una pluralità di settori produttivi e specializzati per competenze tematiche diversificate: Ambiente ed Energia, Arte e Beni culturali, Economia e Management, ICT, Scienze sociali applicate, Tecnologie industriali e logistica. I laboratori, singolarmente o in maniera collaborativa, lavorano su progetti di ricerca applicata che hanno sia carattere locale sia carattere nazionale ed internazionale, commissionati da enti ed aziende private, istituzioni pubbliche, o finanziati attraverso programmi regionali, nazionali ed europei. L'attività di ricerca non è fine a se stessa ma è rivolta al trasferimento all'esterno dei metodi applicati, delle tecnologie e dei risultati della ricerca universitaria, a beneficio del sistema produttivo ed istituzionale dell area metropolitana. PIN s.c.r.l. come consulente del coordinatore del progetto Bi.R., Cavalzani Inox s.r.l., ha messo a disposizione le competenze dei propri collaboratori nell ambito dei temi di ricerca specifici del progetto. Di seguito si riporta una selezione delle principali pubblicazioni dei collaboratori di PIN s.c.r.l. coinvolti nel progetto, in merito alle tematiche del progetto Bi.R.. Articoli su riviste internazionali 1. Starr, K., Talens Peiro, L., Lombardi, L., Gabarrell, X., Villalba, G., Optimization of environmental benefits of carbon mineralization technologies for biogas upgrading. Journal of Cleaner Production, 76, pp Starr, K., Gabarrell, X., Villalba, G., Talens Peiro, L., Lombardi, L., Potential CO2 savings through biomethane generation from municipal waste biogas. Biomass and Bioenergy, 62, pp Lombardi, L., Carnevale, E., Economic evaluations of an innovative biogas upgrading method with CO2 storage. Energy, 62, pp Baciocchi, R., Carnevale, E., Costa, G., Gavasci, R., Lombardi, L., Olivieri, T., Zanchi, L., Zingaretti, D., Performance of a biogas upgrading process based on alkali absorption with regeneration using air pollution control residues. Waste Management, 33 (12), pp Mostbauer, P., Lombardi, L., Olivieri, T., Lenz, S., Pilot scale evaluation of the BABIU process - Upgrading of landfill gas or biogas with the use of MSWI bottom ash. Waste Management, 34, pp DOI: /j.wasman Baciocchi, R., Carnevale, E., Corti, A., Costa, G., Lombardi, L., Olivieri, T., Zanchi, L., Zingaretti, D., Innovative process for biogas upgrading with CO2 storage: Results from pilot plant operation. Biomass and Bioenergy, 53, pp Starr, K., Gabarrell, X., Villalba, G., Talens, L., Lombardi, L., Life cycle assessment of biogas upgrading technologies. Waste Management, 32 (5), pp Baciocchi, R., Costa, G., Gavasci, R., Lombardi, L., Zingaretti, D., Regeneration of a spent alkaline solution from a biogas upgrading unit by carbonation of APC residues. Chemical Engineering Journal, 179, pp

19 9. Baciocchi, R., Corti, A., Costa, G., Lombardi, L., Zingaretti, D., Storage of carbon dioxide captured in a pilot-scale biogas upgrading plant by accelerated carbonation of industrial residues. Energy Procedia, 4, pp Lombardi, L., Corti, A., Carnevale, E., Baciocchi, R., Zingaretti, D., Carbon dioxide removal and capture for landfill gas up-grading. Energy Procedia, 4, pp Contributi in libri o saggi 11. Lombardi, L., Corti, A., Carbon Dioxide Capture: Technical Review and Proposal of an Alternative Absorption Process. Theodore B.N.. In: Flue Gases - Research, Technology and Economics. Nova Science Publishers, New York Articoli su riviste nazionali 12. Carnevale, E., Lombardi, L., Corti, A., Il progetto GHERL. RECYCLING. ISSN: , 61 anno XII. 13. Carnevale, E., Lombardi, L., Pierno, P., Rimozione e recupero della anidride carbonica in forma solida: un esempio di applicazione esistente. INGEGNERIA AMBIENTALE. INQUINAMENTO E DEPURAZIONE. QUADERNI. ISSN: , Articoli in atti di congressi internazionali 14. Lombardi, L., Carnevale, E., Frassinetti, L., Olivieri, T., Paradisi, A., Zipoli, L., Solid residues from waste incineration used for biogas upgrading. Sardinia th International Waste Management and Landfill Symposium 30 September - 4 October 2013 S. Margherita di Pula (Cagliari), Sardinia, Italy. ISBN Baciocchi, R., Carnevale, E., Costa, G., Lombardi, L., Olivieri, T., Paradisi, A., Zanchi, L., Zingaretti, D., Pilot-scale investigation of an innovative process for biogas upgrading with CO2 capture and storage. GHGT- 11. Energy Procedia Baciocchi, R., Carnevale, E., Corti, A., Costa, G., Gabarrell, X., Lombardi, L., Mostbauer, P., Olivieri, F., Olivieri, T., Paradisi, A., Starr, K., Villalba, G., Zanchi, L., Zingaretti, D., Investigation of Innovative Processes for Biogas Up-grading. The ISWA WORLD SOLID WASTE CONGRESS September, 2012, Florence, Italy. 17. Starr, K., Gabarrell Durany, X., Villalba Mendez, G., Talens Peiro, L., Lombardi, L., Biogas Upgrading: Global Warming Potential of Conventional and Innovative Technologies. In: Proceedings of the 25th ECOS 2012 International Conference, Perugia, Italy, June 26th to June 29th, Firenze University Press, 61-72, VI. 18. Lombardi, L., Carnevale, E., Ciucchi, F., Corti, A., Olivieri, T. Mostbauer, P., Zanchi, L., Economic assessment of innovative processes for biomethane production. In: Proceedings of VENICE IV International Symposium on Energy from Biomass and Waste, November 2012, Venice - Italy. ISBN Lombardi, L., Baciocchi, R., Carnevale, E., Costa, G., Olivieri, T., Paradisi, A., Zanchi, L., Zingaretti, D., Results from pilot-scale tests of an innovative process for biogas upgrading with CO2 capture and storage. In: Proceedings of VENICE IV International Symposium on Energy from Biomass and Waste, November 2012, Venice - Italy. ISBN Lombardi, L., Carnevale, E., Mostbauer, P., Olivieri, T., Paradisi, A., Results from pilot-scale tests of an innovative process for biogas upgrading using bottom ash. In: Proceedings of VENICE IV International Symposium on Energy from Biomass and Waste, November 2012, Venice - Italy. ISBN Lombardi, L., Carnevale, E., Corti, A., Olivieri, T., Zanchi, L., Innovative method for biogas upgrading and CO2 storage: preliminary economic evaluations. In: Proceedings of 3rd International Conference on Contemporary Problems of Thermal Engineering CPOTE September 2012, Gliwice, Poland. 19

20 22. Mostabauer, P., Olivieri, T., Lombardi, L., Paradisi, A., Pilot-scale upgrading of landfill gas and sequestration of CO2 by MSWI bottom ash. In: Proceedings of Ash Utilisation 2012, January 25-27, 2012, Stockholm, Sweden. 23. Lombardi, L., Baciocchi, R., Carnevale, E., Corti, A., Costa, G., Mostbauer, P., Olivieri, T., Paradisi, A., Zanchi, L., Zingaretti, D., Innovative processes for biogas upgrading: results from pilot plant operation. In: Proceedings EU BC&E th European Biomass Conference and Exhibition, June 2012, Milano, Italy. ISBN: Lombardi, L., Baciocchi, R., Carnevale, E., Corti, A., Costa, G., Olivieri, T., Paradisi, A., Zingaretti, D., Investigation of an innovative process for biogas up-grading - pilot plant preliminary results. In: Proceedings of the 25th ECOS 2012 International Conference, Perugia, Italy, June 26th to June 29th, Firenze University Press, , VI. 25. Baciocchi, R., Costa, G., Faraoni, G., Lombardi, L., Olivieri, T., Zingaretti, D., Pilot-scale carbonation of APC residues for CO2 storage and alkali regeneration downstream an absorption column for biogas upgrading , Sardinia 2011 Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium, 3-7 October 2011, S. Margherita di Pula (Cagliari), Sardinia, Italy. ISBN Starr, K., Gabarrell Durany, X., Villalba Mendez, G., Talens Peirò, L., Lombardi, L., CO2 balance of biogas upgrading technologies , Sardinia 2011 Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium, 3-7 October 2011, S. Margherita di Pula (Cagliari), Sardinia, Italy. ISBN Olivieri, T., Lombardi, L., Mostbauer, P., Demonstration scale upgrading of landfill gas with the use of bottom ash BABIU process design and preliminary results , Sardinia 2011 Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium, 3-7 October 2011, S. Margherita di Pula (Cagliari), Sardinia, Italy. ISBN Lombardi, L., Carnevale, E., Corti, A., Olivieri, T., Biogas up-grading through carbon dioxide absorption with alkali solution , Sardinia 2011 Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium, 3-7 October 2011, S. Margherita di Pula (Cagliari), Sardinia, Italy. ISBN Lombardi, L., Baciocchi, R., Carnevale, E., Corti, A., Costa, G., Gabarrell, X., Mostbauer, P., Olivieri, F., Olivieri, T., Paradisi, A., Starr, K., Villalba, G., Zingaretti, D., Innovative processes for biogas upgrading , Sardinia 2011 Thirteenth International Waste Management and Landfill Symposium, 3-7 October 2011, S. Margherita di Pula (Cagliari), Sardinia, Italy. ISBN Baciocchi, R., Costa, G., Lombardi, L., Verginelli, I., Zingaretti, D., Storage of carbon dioxide captured in a pilot-scale biogas upgrading plant by accelerated carbonation of industrial residues , Third International Conference on Accelerated Carbonation for Environmental and Material Engineering. ACEME10, Nov Dec , Turku, Finland. ISBN: Baciocchi, R., Costa, G., Lombardi, L., Zingaretti, D., Carbonatazione accelerata di residui industriali per lo stoccaggio della CO2 catturata in un impianto pilota di upgrading di biogas. Venice 2010, Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste, 8-11 November 2010, Venice - Italy. ISBN Baciocchi, R., Costa, G., Lombardi, L., Zingaretti, D., Storage of carbon dioxide captured in a pilot-scale biogas upgrading plant by accelerated carbonation of industrial residues. Venice 2010, Third International Symposium on Energy from Biomass and Waste, 8-11 November 2010, Venice - Italy. ISBN