Introduzione alle Centrali a. 9 febbraio 2010 Comitato Casnigo Salute e territorio

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1 Introduzione alle Centrali a Biomassa 9 febbraio 2010 Comitato Casnigo Salute e territorio info@casnigosaluteterritorio.it

2 La biomassa I materiali di base che costituiscono la biomassa sono: Rifiuti e residui agricoli Rifiuti e residui forestali Irifiuti organici delle industrie agricole e alimentari, le acque residue, ecc. I rifiuti urbani Le colture intercalari Le colture energetiche -2- Colture apposite Scarti di altre lavorazioni Problemi: Etico, ovvero la sottrazione di terreni per sfamare la popolazione Sostenibilità, vengono cioè richieste più risorse di quelle disponibili

3 La biomassa come fonte di energia La biomassa può essere utilizzata in vari modi: Bruciata (COMBUSTIONE DIRETTA) per produrre energia termica (in particolare il legno e alcuni suoi derivati) o energia elettrica in turbine a vapore Trasformata in GAS (BIOGAS) attraverso La DIGESTIONE ANAEROBICA, ovvero fermentazione in appositi digestori dove alcuni batteri la trasformano in GAS (BIOGAS) La PIROGASSIFICAZIONE Usata per la produzione di BIOCARBURANTI(ovvero il biodiesel dall olio di colza e l etanolo o alcool etilico da cereali e ortaggi ricchi di zucchero) che può essere impiegato come combustibile per motori a scoppio. Dopo una fase iniziale di fermentazione, la parte liquida viene distillata nello stesso modo in cui si ottengono i liquori. -3-

4 Le Biomasse: la filiera energetica Tipi di biomasse Lignocellulose Eventuale pretrattamento Oleaginose Pirolisi, gassificazione Estrazione oli Carbone vegetale Oli Trattamento Biodisel Combustione per riscaldamento, autotrazione, produzione energia elettrica o termica Amidacee zuccherine Fermentazione Alcoli Trattamento Idrogeno Scarti zootecnici Digestione anaerobica GAS -4-

5 La produzione di energia elettrica dalle biomasse TURBINA A VAPORE, Il biocombustibile viene bruciato per riscaldare l acqua e produrre vapore. Il vapore in pressione viene convogliato in turbine per produrre energia elettrica TURBINA A GAS (la stessa dei motori a metano/gpl utilizzate nelle autovetture). Il Comustibile gassoso prodotto dalla digestione anaerobica o dalla pirolisi viene usato direttamente in un motore a scoppio. La COGENERAZIONE: visti i bassi rendimenti energetici della biomassa i sistemi di produzione più idonei sono di tipo integrato e producono contemporaneamente energia elettrica e calore. Per alcuni tipi di centrale la vendita del calore è indispensabile per rendere economicamente fattibile la centrale (in caso contrario i ricavi sono inferiori ai costi di gestione) -5-

6 I processi per estrazione di biocombustibile dalle biomasse: La PIROLISI La PIROLISI consiste nell utilizzare il calore di una fornace per rompere i legami chimici della biomassa che in assenza di ossogeno si trasforma in: CARBONE VEGETALE OLIO COMBUSTIBILE BIOGAS(chiamato Syngas) Pirolisi, gassificazione Carbone vegetale Oli Trattamento Biodisel Combustione per riscaldamento, autotrazione, produzione energia elettrica o termica GAS Trattamento Idrogeno Viene utilizzata con biomassa con bassa concentrazione di acqua (biomassa secca). In caso contrario vengono utilizzati appositi essiccatori per pretrattare la biomassa e far evaporare l acqua in ececsso. La PIROLISI produde biocombustibili bruciando altri carburanti (anche di origine fossile come il carbone o il petrolio). Perchè viene fatto? Perchè i combustibili gassosi sono di più facile trasporto, regolazione e non producono ceneri. La PIROLISI è il processo più efficente per la produzione di BIOGAS, ma è anche quello al più elevato IMPATTO AMBIENTALE -6-

7 I processi per estrazione di biocombustibile dalle biomasse: La DIGESTIONE ANAEROBICA (1) La DIGESTIONE ANAEROBICA consiste nell accumulare la biomassa in appositi contenitori (digestori) dove in assenza di ossigeno e a temperatura controllata dei microorganismi utilizzano la biomassa nei loro processi biologici producendo come scarto un gas con elevata concentrazione di metano (dal 50% al 80%). Combustione per riscaldamento, autotrazione, produzione energia elettrica o termica Idrogeno Trattamento Digestione anaerobica GAS

8 I processi per estrazione di biocombustibile dalle biomasse: La DIGESTIONE ANAEROBICA (2) Le varie tipologie di biomasse hanno rendimenti molto diversi come si evince dalla seguente tabella: TIPIDI BIOMASSA m 3 di biogas per tonnellata di solidi volatili Deiezioni animali (suini bovini, avi-cuniculi) Residui culturali (paglia, colletti barbabietole,...) Scarti organici agroindustria (siero, scarti vegetali, lieviti,...) Scarti organico macellazione (grassi, contenuto stomacale, fanghi di flottazione,...) Fanghi di depurazione Frazione organica dei rifiuti solidi urbani Culture energetiche (mais, sorgo zuccherino, girasoli,...)

9 I processi per estrazione di biocombustibile dalle biomasse: La DIGESTIONE ANAEROBICA (3) La progettazione e la gestione di una centrale a biomassa basata sulla digestione anaerobica deve essere particolarmente curata onde evitare l insorgere di alcuni problemi: Emissioni odorose (stoccaggio della biomassa in attesa di trattamento, processi di post-stabilizzazione e maturazione aerobica del digestato,...) Rumoredovuto ai macchinari di centrale ( pompe, compressori, soffianti, ventilatori motori endotermici, macchine per movimentazione rifiuti,...) e al traffico veicolare(flussi materiale in ingresso e uscita) Refluidovuti dalle acque di processo (percolati prodotti nelle aree adibite allo stoccaggio dei rifiuti, percolati prodotti nelle aie di stabilizzazione aerobica, acque provenienti dalla disidratazione del fango digerito,...) alle acque metroriche e acque di provenienza civile. Verifica delle materie prime in ingresso (verifica della provenienza e verifica degli stoccaggi) Verifica del bilancio enegetico (sostenibilità economica) -9-

10 I processi per estrazione di biocombustibile dalle biomasse: La DIGESTIONE ANAEROBICA (4) Per evitare qualunque tipo di impatto sul territori ed evitare malfunzionamenti la PROGETTAZIONE e la GESTIONE devono tener conto Emissioni odorose studio della localizzazione della centrale (studio dei venti prevalenti, dell orografia e delle caratteristiche meteo climatiche) ambienti chiusi e in depressione e con aspirazione forzata, trattamento delle arie esauste, prescrizioni per la gestione dell impianto (nessuno stoccaggio prolungato, fermentazione della biomassa in stoccaggio,...) Rumore Uso di apparecchiature silenziose poste su supporti antivibranti e lubrificati Uso di carenature Uso di griglie fonoassorbenti Reflui Le acque di percolazione devono essere riciclate all interno dell impianto e/o stoccate in bacini fuori terra per esser smaltite come rifiuti industriali valutazione delle prescrizioni Comunali/provinciali/regionali/ARPA sui liquidi derivati dalla separazione palabile/liquido del digestato zone di stocacggio e movimentazione asfaltate e drenate Trattamento delle acque di dilavamento Verifica delle materie prime in ingresso Valutazione della tipologia di rifuito da utilizzare Limitazione dei fornitori a un raggio massimo di 10Km (bilancio energetico) Verifica del bilancio enegetico (sostenibilità economica) Certificati verdi Cogenerazione Vendita calore Trasporto Smaltimento rifiuti -10-