Evoluzione degli impianti biogas esistenti

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1 biogas esistenti CONFERENZA, l evoluzione degli impianti esistenti: da centrali elettriche a bioraffinerie Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni Animali Giovedì, 21 aprile 2016 Cremona Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

2 Le prospettive di sviluppo della filiera biogas

3 Produzione di biogas in Europa nel 2013: ktep (14862 ktep nel 2014) ITALIA: biogas 1815 ktep (1961 ktep nel 2014) Consumo lordo energia > 180 Mtep da discarica RU da fanghi dep. da altro (agricolo)

4 Biogas in Italia Fonte GSE, Dicembre 2015 «Rapporto Statistico Energia da Fonti Rinnovabili, anno 2014» n MWe n MWe TOTALE BIOGAS Biogas da rifiuti urbani Biogas da fanghi depurazione Biogas agricolo (*) TOTALE BIOENERGIA (*)Biogas da effluenti zootecnici, residui agricoli ed agroindustriali, colture energetiche

5 Distribuzione regionale della produzione di biogas, 2014 (Fonte GSE, dicembre 2015) 33.0% 12.4% 14.1% 15.5% Circa il 62% opera in codigestione con effluenti zootecnici + sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche; Biogas Agricolo (Fonte CRPA marzo 2013) circa il 18% tratta solo effluenti zootecnici; circa il 90% è localizzato nelle regioni del nord Italia.

6 DIGESTIONE ANAEROBICA di BIOMASSE DEDICATE, DI SCARTO E RIFIUTI ORGANICI Prodotti (colture dedicate e d integrazione) Sottoprodotti (eff.zootecnici, scarti agroindustria..) PRODUZIONE BIOMETANO BIOGAS DIGESTORE PRODUZIONE EE PRODUZIONE ET Rifiuti organici (forsu, fanghi,..) DIGESTATO

7 Produzione zootecnica in Italia I numeri della zootecnia in Italia (dati in milioni per bovini e suini, x 10 milioni per gli avicoli) 5 regioni del nord Italia pesano per più del 70% Gli effluenti zootecnici prodotti in Italia: t/anno ( di cui circa t/a nel nord )

8 Residui organici dalla lavorazione industriale di prodotti vegetali e animali Il settore agro-industriale riveste una notevole importanza per l economia italiana e i comparti con realtà produttive significative sono: trasformazione di prodotti vegetali (olive, uva, agrumi, pomodori, frutta - circa t/anno di residui organici); macellazione di bovini, suini e avicoli e la produzione di derivati (circa t/anno di sottoprodotti di origine animale, categoria 3); industria lattiero-casearia (circa t/a di siero di latte). La quantità di residui organici generati dal settore agroindustriale è importante e la maggior parte può essere avviata alla digestione anaerobica.

9 Biogas in Italia: potenzialità Biomasse Effluenti zootecnici: t/a Residui industria alimentare: t/a (sottoprodotti animali - Cat. 3: t/a) Fanghi di depurazione: t/a Frazione organica RU: t/a Residui agricoli: t SS/a Colture Energetiche: ha 8 miliardi m 3 CH 4 /a o 25 TWh/a di EE (3300 MWe)

10 Biomether GIS Distribuzione regionale di biogas e delle reti di trasporto (SNAM) del gas naturale

11 Biogas and EcoMine

12 Tecniche di pretrattamento Panoramica Fisico Chimico Biologico Combinato Meccanico Termico Disintegrazione elettrocinetica Acido Basico Microbiologico Enzimatico Estrusione Steam Explosion Termochimico Ultrasuoni Cavitazione idrodinamica

13 Tecniche di post-trattamento: tecnologie di recupero azoto, fosforo..biochemicals Processi fisico-chimici separazione solido/liquido strippaggio dell ammoniaca evaporazione/essiccamento precipitazione chimica di sali di ammonio e di fosforo (struvite) filtrazione con membrana (micro e ultrafiltrazione, osmosi inversa)

14 Digestori Impianto aziendale: DA+S/L+ Essiccamento +Strippaggio (in collaborazione con BTS ) Impianto biogas da 1MWe alimentato con liquame suino, effluenti avicoli, insilati di cereali. Strippaggio S/L+Essiccamento Concime finale

15 «Biogasfattobene» e Soil Carbon Sequestration Quasi il 40% del carbonio emesso nell atmosfera proviene dall esaurimento del carbonio nel suolo e nei biota naturali Per tornare a riempire questi serbatoi vuoti abbiamo bisogno di: Produrre carbonio aggiuntivo in modo continuativo coprendo di più i terreni con colture durante l anno ( doppio raccolto) e producendo di più nei terreni degradati o abbandonati ( collina, Sud Italia) Sequestrarlo attraverso il digestato in modo continuativo nel suolo agricolo aumentando il contenuto in sostanza organica del suolo E il lavoro che il «biogasfattobene» è in grado di fare

16 Piattaforma AGV BIOMASSE DI SCARTO DIGESTIONE ANAEROBICA ACIDI GRASSI VOLATILI C2 C3 C4 C5 C6 Acido Acetico Acido Propionico Acido Butirrico Acido Valerico Acido Caproico Ho Nam Chang et al. 2008, 2010 (adattamento). PROCESSI BIOLOGICI E CHIMICI BIOCOMBUSTIBILI BIOCHEMICALS GAS LIQUIDI Biometano Bioidrogeno Etanolo Butanolo Biodiesel Bioplastiche Bulk chemicals Farmaceutica Industria tessile Altri deriv. chimici GIA AL LAVORO ZeaChem Terrabon KAIST Texas A&M Univ. Maine Univ. PRO Biomasse di scarto No enzimi No sterilizzazione CONTRO Pretrattamenti Fermentaz. miste Purificazione prodotti

17 Idrolisi acida: applicazione in scala reale su impianto a biomasse solide e eff.zoot. (250kWe) LIQUAME SUINO 250 kwe BIOMASSE IN INGRESSO IDROLISI 270 m 3 43 C DIGESTORE IDROLITICO HRT 5 d NO IDROLISI SCHIUME IDROLISI 1500 m 3 43 C DIGESTORE Ricircolo UTILIZZO AGRONOMICO Il ritorno all idrolisi è stata possibile solo in seguito alla diminuzione di ricircolo.

18 DA e Bioraffinerie VFA By-products AD

19 Biogas e Power to Gas AD

20 Ricerca Industriale E un laboratorio dedicato alla Ricerca Industriale Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna Sezione AMBIENTE ed ENERGIA

21 Grazie per l attenzione CONFERENZA, l evoluzione degli impianti esistenti: da centrali elettriche a bioraffinerie Giovedì, 21 aprile 2016 Cremona Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

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