BIOGAS: Il trattamento delle emissioni come chiave di successo del business plan.
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- Federico Simoni
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1 BIOGAS: Il trattamento delle emissioni come chiave di successo del business plan. Hug Engineering Italia Ing. Andrea Pullone Page 1
2 KeyEnergy Ascomac Cogenerazione da Biogas Alcuni dati numerici per inquadrare il potenziale della produzione di En El da Biogas. Il valore strategico dello sfruttamento dei reflui zootecnici Vs. il loro spargimento. Scenari regionali e potenziale di sfruttamento. Il business Plan modificato per abbattere NOx, Rischio Opportunità: Coniugare i limiti regionali e provinciali per il rispetto emissioni, Emissioni NOx parco Biogas Vs Parco Bus Diesel Coma significa non utilizzare la risorsa Biogas Il Metano di fuga dal motore quanto pesa realmente? Case study: La provincia di Cuneo Problematiche connesse alle emissioni grezze Il loro trattamento, durate e costi. Page 2
3 CO2 eq con produzione En El e CHP in motore Emissioni di gas ad effetto serra -> risparmio delle emissioni per stoccaggio e spargimento dei liquami non digeriti e a quelle relative alla produzione di energia secondo il mix elettrico nazionale, il saldo finale è positivo! Page 3
4 CO2 eq con produzione En El e CHP in motore Bilancio positivo la quantità di biogas effettivamente trattata per un impianto di media taglia ( t/a di Biogas prodotto) Page 4
5 Produttività con DM e rif. Allegato 5 Applicando i nuovi coefficienti ad un impianto da 300 kw quale redditività? Le emissioni NOx non sono state incentivate al contrario della biomassa VALORI ECONOMICI - TARIFFE INCENTIVANTI ALL 1 - DM 6 LUGLIO 2012 [ /MWh] EN. EL. CHP emissioni Nox Azoto dig. /y TOT. TAGLIA P < 300 Kw ORE ANNO ESERCIZIO '240 8'400-25' ' '320 11'200-33' ' '400 14'000-42' ' '480 16'800-50' ' '560 19'600-58' '960 COSTO IMPIANTO 7000 /Kw INVESTIMENTO 1'960'000 Introito anno con premio Allegato V Introito anno TOTALE Page 5
6 Come sono regolate le Emissioni vs Allegato 5 Oggi le Regioni e le singole Provincie stabiliscono limiti per le emissioni inquinanti. Cosa implica oggi adeguarsi alle normative regionali per produrre Biogas? Limiti Regioni che impongono il trattamento parziale emissioni. Limiti Regioni che NON impongono il trattamento parziale emissioni. Page 6
7 Quali tecnologie devo utilizzare per rispetto emissioni Regionali e ottenimento incentivi ALLEGATO V? 300kW LIMITI EMISISONI BIOGAS [mg/nm3 5%O2] REGIONE PROVINCIA Nox NH3 CO COT LOMBARDIA AREA A EMILIA ROMAGNA EMILIA ROMAGNA-ARPA LOCALI FERRARA 200 NOx+NH PIEMONTE PIEMONTE ARPA LOCALI CUNEO USO TECNOLOGIA LOMBARDIA AREA A NO SI NO EMILIA NO SI NO EMILIA FERRARA FERRARA SI NO INTERGATO SCR NO PIEMONTE NO SI NO PIEMONTE CUNEO CUNEO SI NO INTERGATO SCR SI EMISSIONI NOx CO-HC COT=HC+CO+CH4 VALORI TIPICI MOTORE mg/nm 3 5%O B.A.T. ABBATTIENTO TIPO SCR+OXY OXY POST BURNER COSTO IMPIANTO 45'000 4' '000 COSTO GESTIONE FATTORI UREA+OXY CAT+deH 2 S sost. OXY CAT FUEL 5% COSTO GESTION /y 10'200 4'800 25'700 Page 7
8 Abbattimento degli NOx con SCR nel 2013: Costo o un Guadagno per impianti 300kW? Il post trattamento di NOx e CO viene accettato dal business plan, l abbatimento CH4 NO FATTURATI FATTURATO DOPO ANNI DELTA SU LOMB. ANNI LOMBARDIA EMILIA EMILIA FERRARA PIEMONTE PIEMONTE CUNEO COSTI PLANT+ AFTER TREAT_MANUT DELTA SU LOMB. ANNI LOMBARDIA EMILIA EMILIA FERRARA PIEMONTE PIEMONTE CUNEO DELTA AL NETTO DIFFERENZE / CONVENIENZA MARGINE LORDO PLANT_AFTER TREAT_MANUT ANNI LOMBARDIA EMILIA EMILIA FERRARA ,00 PIEMONTE PIEMONTE CUNEO ,00-6 % Vs oggi Fattibile - 29% Vs oggi Non Page 8 fattibile
9 Abbattimento degli NOx con SCR nel 2013: Costo o un Guadagno per impianti 100kW? (senza Aut. Prev.) FATTURATI FATTURATO DOPO ANNI DELTA SU LOMB. ANNI LOMBARDIA EMILIA EMILIA FERRARA PIEMONTE PIEMONTE CUNEO COSTI PLANT+ AFTER TREAT_MANUT DELTA SU LOMB. ANNI LOMBARDIA EMILIA EMILIA FERRARA PIEMONTE PIEMONTE CUNEO DELTA AL NETTO DIFFERENZE / CONVENIENZA MARGINE LORDO PLANT_AFTER TREAT_MANUT ANNI LOMBARDIA EMILIA EMILIA FERRARA ,00 PIEMONTE PIEMONTE CUNEO ,00-9% Vs oggi Fattibile - 40% Vs oggi Non fattibile Page 9
10 Abbattimento degli NOx con SCR nel 2013: Adeguamento delle emissioni - L Autobus Equivalente Esempio quantità regionali emissioni Nox da Biogas senza SCR con SCR LIMITI mg/m3 al 5% reale corretto 281,3 62,5 mg/m3 al 11% portate Nm3/MW quantità ass g/mw emissione anno per 6000 ore kg/anno/mw 360 MW installati a Biogas t/anno per Regione 1890 riduzione t/anno per Regione confronto con sorgente stradale - autobus Trasporto pubblico BUS Euro 2 emissioni Nox 15 g/km percorrenza km/anno emis/annua/bus 600 kg/anno numero di BUS equivalenti bus anno Costo di adeguamento per unità per 1890 tonnelate SCR per BUS (-80%) Nuovo BUS (-90%) SCR su 1MW BIOGAS Page 10
11 Il bilancio è a favore della soluzione Ambientale: Per rispettare i regolamenti regionali già oggi servono soluzioni di post trattamento. Prendiamo a riferimento impianti in LOMBARDIA e valutiamo il DELTA con SCR: Aggiungere SCR costa 10 volte un Ossidante La gestione SCR richiede Urea, desolforazione, e cambio periodico ossidante, ma: Investimento e costo di gestione sono ripagati dopo 1 anno. Dopo 7 anni il delta marginale rispetto alla soluzione standard è del 6% inferiore al margine lordo dell impianto. Page 11
12 Il bilancio è a favore della soluzione Ambientale: Lo sfruttamento del Biogas con la nuova normativa è limitato solo in zone ad alto potenziale con limiti emissioni allo scarico di CH 4. Costo e gestione di un post combustore di METANO sono un limite allo sviluppo del Biogas, soprattutto adesso con l incentivo energetico tarato a P< 300kW!!! Alternative: Sviluppare un catalizzatore in grado di abbattere CH 4 HUG sta studiano e mettendo a punto questa tecnologia, se qualche produttore fosse già pronto le sinergie sarebbero importanti! IL METANO È COSI IMPORTANTE????? Page 12
13 Emisisoni di Metano quale incidenza hanno??? Il contributo di metano del digestore rispetto al tal quale, è del 33% Le emissione motore assunte a 1.000mg/Nm3 sono rilevanti? <4 t/anno per motore da 300kW! Page 13
14 Alcuni Numeri sulla provincia di Cuneo COT Normati a 150mg/Nm3 incluso CH4! Page 14
15 Il metano viene già scaricato liberamente in atmosfera Page 15
16 Alcuni Numeri sulla provincia di Cuneo Potenziale e confronti CO2 eq. Si produrrebbero 90MWel MWth pari al 13.5% della Provincia di CN. Calcolando 4 t/y CH4 per 300kW si arriva a t per il totale dei MW disponibili. GWP CH4 = 24 GWP CO2 -> t/anno CO2 Vs t/anno Provincia (<0.5%) tco2 eq per 90MWelettrici tco2 eq per rec termico Risparmi al netto del digestore di tco2 pari al 10% della Provincia Page 16
17 Gestione del Biogas - Avvelenamento da Zolfo Impianti di gassificazione da biomasse comportano comunque l introduzione di sostanze non abbattibili nella fase gassosa derivanti principalmente da alti tenori di zolfo. Lo zolfo rappresenta un limite tecnologico per i principali sistemi di abbattimento di matrice ossidante, dato il forte potere inquinante. Una gestione corretta del gassificatore con l introduzione di additivi attualmente disponibile, consente di rientrare sotto valori di zolfo al di sotto dei 100 ppm. Tali valori chiaramente comportano un allungamento della vita utile del sistema DeNox, migliorando in generale la qualità dei gas di scarico a valle di motori endotermici. Valori tipici di analisi biogas da digestore (pre e post trattamento) Valori tipici di analisi gas a valle di sistemi DeNox (comprensivi di CH4 e SOx) Page 17
18 Hug Engineering AG - Sistemi venduti e potenza trattata Page 18 18
19 Your Partner for Exhaust Gas Purification Systems. If you need a hug, let us know! Hug Engineering AG Environmental Technology & Exhaust Gas Purification Im Geren 14 CH-8352 Elsau Switzerland Tel Fax Hug Engineering Italia Environmental Technology & Exhaust Gas Purification Via Caldara 24-a Milano Italia Tel Fax c.bertoglio@.hug-eng.it Page 19
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