IL BIOGAS E LA NORMA UNI 10458:2011

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1 IL VALORE DELLA FIDUCIA IL BIOGAS E LA NORMA UNI 10458:2011 DR. MICHELE CRIVELLARO ING. ALDO IACOMELLI CSQA CERTIFICAZIONI

2 S'intende per biomassa ogni sostanza organica derivante direttamente o indirettamente dalla fotosintesi clorofilliana. Mediante questo processo, le piante assorbono dall'ambiente circostante anidride carbonica (CO ) e acqua, che vengono 2 trasformate, con l'apporto dell'energia solare e di sostanze nutrienti presenti nel terreno, in materiale organico utile alla crescita della pianta. In questo modo vengono fissate complessivamente circa tonnellate di carbonio all'anno, con un contenuto energetico equivalente a 70 miliardi di tonnellate di petrolio, circa 10 volte l'attuale fabbisogno energetico mondiale.

3 DISPONIBILITA DI BIOMASE RESIDUALI IN ITALIA RESIDUI AGRICOLI LEGNAME RESIDUI AGROINDUSTRIALI TOTALE kton/anno % kton/ anno % kton/anno % kton/anno

4 ENERGIA PRODOTTA DALLE BIOMASSE IN ITALIA Mtep ENERGIA ELETTRICA ENERGIA TERMICA 1.4

5 Con l'energia di 1 kg di biomassa u un ferro da stiro (1 000 W) è scaldato per circa 10 minuti u un televisore (80 W) funziona per circa 1 h e 45 minuti u una lampadina (60 W) resta accesa per circa 2 h e 20 minuti u un'automobile percorre 1 chilometro senza emissioni di CO 2.

6 La biomassa può essere utilizzata in vari modi: ü bruciata per produrre energia termica (in particolare il legno); ü fermentata in appositi digestori dove alcuni batteri la trasformano in GAS (BIOGAS); ü alimentazione di elettrodomestici e apparati vari; ü produzione di biocarburante (biodiesel da olio di colza, etanolo o alcool etilico da cereali e ortaggi ricchi di zucchero) che può essere impiegato come combustibile per motori a scoppio; BIOGAS Processo controllato di decomposizione e stabilizzazione di biomasse in fase liquida o semiliquida in condizioni prevalentemente anaerobiche atto alla produzione, recupero e biogas. sfruttamento della frazione carboniosa in forma di

7 PRODUTTIVITA E POTERE CALORIFICO DELLE COLTURE COLTURA PRODUTTIVITA (t/ha ss) POTERE CALORIFICO (MJ/kg) ENERGIA LORDA (tep/ ha) CENERI (%) Sorgo mais Canna Miscanto Pioppo Salice Robinia Carbone

8 BIOGAS (digestione anaerobica) La digestione anaerobica è un processo biologico complesso attraverso il quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico, costituito principalmente da metano e anidride carbonica.

9 La percentuale di metano nel biogas varia a seconda del tipo di sostanza organica alimentata e dalle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all'80% circa. Poiché la digestione anaerobica può essere considerata anche come un processo di trattamento di inquinanti, le condizioni del processo possono essere scelte per realizzare la massima resa di depurazione o la massima resa di prodotti energetici. In genere, le materie prime utilizzabili sono residui zootecnici, dell'industria agro-alimentare, acque e fanghi reflui, ecc..

10 Residui industriali o municipali di base organica. Residui industriali RSU Reflui di impianti di depurazione Residui di aziende zootecniche. Bovini Suini Pollami Impianti centralizzati produzione di biogas ü Omogeneizzazione ü Digestione anaerobica ü Riduzione degli odori ü Migliori condizioni igienico-sanitarie CONCIMI BIOGAS

11 VANTAGGI ü produzione di energia da fonte rinnovabile; ü miglioramento dell'economia delle aziende zootecniche e/o agricole; ü minori emissioni di gas-serra; ü migliore qualità dei fertilizzanti prodotti; ü riciclaggio economico dei rifiuti, con ricaduta positiva sull'impatto ambientale; ü minore inquinamento da odori e ridotta presenza di insetti; ü miglioramento delle condizioni igienico-sanitarie dell'azienda.

12 BENEFICI AMBIENTALI DAL RECUPERO DI BIOGAS Sotto il profilo ecologico: v Calo delle emissioni di metano e ammoniaca v Riduzione in via indiretta dei gas serra v Minore emissione di composti organici volatili non metanici v Sostituzione delle fonti combustibili fossili Per l allevamento zootecnico: v Risparmio energetico o possibilità di cedere energia ad altri v Abbattimento degli odori v Accelerazione del processo di stabilizzazione del liquami stoccati

13 POSSIBILI IMPIEGHI DEL BIOGAS COMBUSTIONE DEL BIOGAS In caldaia c o n produzione di energia termica In motori azionanti gruppi elettrogeni per la produzione di energia elettrica In cogeneratori per la produzione combinata di energia elettrica e termica

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16 DIGESTIONE ANAEROBICA IN PRESENZA DI UN DEPURATORE

17 CODIGESTIONE DI LIQUAMI E ALTRE COLTURE ENERGETICHE O SCARTI ORGANICI

18 IMPIANTO PER LIQUAMI BOVINI

19 REATTORE PER BIOMASSE AD ALTO TENORE DI SOSTANZA SECCA

20 LA NORMA E una norma per la produzione e l impiego di gas biologico (biogas) Affronta le seguenti tematiche: Classificazione Requisiti essenziali Regole per l offerta, l ordinazione, la costruzione e il collaudo Non si applica a impianti di captazione biogas da discariche e impianti alimentati con acque reflue civili Non affronta tematiche come salute e sicurezza sul luogo di lavoro

21 DESTINATARI 1. ENTI PUBBLIC 2. ISTITUTI BANCARI E SOCIETA CHE FINANZIANO IMPIANTI 3. PRODUTTORI DI TECNOLOGIA 4. SOCIETA DI PROGETTAZIONE 5. UTENTI FINALI La norma non tratta la gestione degli impianti

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23 DEFINIZIONI Inserisci quelle che ritieni più utili es: Biogas Biomassa Influente Effluente Limiti di batteria

24 CLASSIFICAZIONE A B1, B2, B3 C1, C2, C3, C4 D E SCHEMA PER LA DICHIARAZIONE DELLE CARATTERISTICHE

25 REQUISITI GENERALI " INFLUENTE " EFFLUENTE " GAS BIOLOGICO " TEMPI DI RITENZIONE " CARICO ORGANICO VOLUMETRICO E TOTAL " CONSUMI ENERGETICI DELL IMPIANTO E POTENZE INSTALLATE " AVVIAMENTO

26 REQUISITI COSTRUTTIVI E DI SICUREZZA " ASPETTI GENERALI ( anche ATEX) " LOCALIZZAZIONE " RECINZIONE " DISTRIBUZIONE INTERNA DEGLI ELEMENTI " TRASPORTO DEL GAS " CONTENITORE DI ACCUMULO DEL GAS " DISPOSITIVI AUSILIARI DI SICUREZZA " SISTEMA DI MESCOLAMENTO E/O AGITAZIONE " MATERIALI " STOCCAGGIO INFLUENTE " LINEA DI ALIMENTAZIONE " DIGESTORE " PARZIALIZZAZIONE DELL IMPIANTO

27 REQUISITI COSTRUTTIVI E DI SICUREZZA " STOCCAGGIO EFFLUENTE " SEZIONE DI CONVERSIONE ENERGETICA " SALA MOTORI " STRUMENTI DI MISURA (taratura, riferibilità della taratura, installazione secondo istruzioni, verifica periodica)

28 DATI PER RICHIESTA D OFFERTA DEFINITIVA " GRANDEZZE QUELLE PREVISTE DALL APPENDICE A " INFORMAZIONI MINIMI, A MENO DI SPECIFICI ACCORDI TRA LE PARTI - caratteristiche del sito d installazione - caratteristiche dei materiali in ingresso - generalità ( dalle grandezze alle caratteristiche specifiche previste nelle clausole di garanzia etc) caratteristiche dell influente caratteristiche dell effluente caratteristiche e prestazioni dell impianto

29 COLLAUDO " E una fase fondamentale " E l insieme di procedure, verifiche, prove e rapporto alle quali è sottoposto l impianto per verificarne la conformità al progetto, per verificare il funzionamento delle apparecchiature e degli impianti, per verificare la rispondenza tra prestazioni effettive e quelle dichiarate " I valori dei parametri concordati rilevati devono coincidere, nell ambito delle tolleranze dichiarate in sede d offerta, con quelli specificati sull offerta a meno che non siano sopraggiunte variazioni concordate tra le parti, nel qual caso le variazioni devono essere evidenziate e giustificate

30 DATI PER RICHIESTA D OFFERTA DEFINITIVA " GRANDEZZE QUELLE PREVISTE DALL APPENDICE A " INFORMAZIONI MINIMI, A MENO DI SPECIFICI ACCORDI TRA LE PARTI - caratteristiche del sito d installazione - caratteristiche dei materiali in ingresso - generalità ( dalle grandezze alle caratteristiche specifiche previste nelle clausole di garanzia etc) caratteristiche dell influente caratteristiche dell effluente caratteristiche e prestazioni dell impianto

31 PRELIEVI E CAMPIONI " DI INFLUENTE " DI EFFLUENTE " DI BIOGAS Per effluente ed effluenti dev essere previsto un piano di campionamento conforme al punto 8.5 Non c è una definizione. Sarebbe stato utile inserirla

32 GRAZIE PER L ATTENZIONE CSQA@CSQA.IT aldo@e3cube.it 32

33 indicazioni utilizzare plurime le unità per quelle del Sistema unità di Internazionale misura in uso e nei proroga paesi fino anglosassoni. al 31/12/2009 l impiego di Di seguito indicazioni si riportano plurime per le grandezze quelle utilizzare unità le di fondamentali misura unità del in uso Sistema e nei le paesi grandezze Internazionale anglosassoni. derivate e proroga del fino Sistema al 31/12/2009 l impiego di Di seguito si riportano indicazioni le grandezze plurime fondamentali per quelle e unità le grandezze di misura in derivate uso nei del paesi Sistema anglosassoni. Internazionale. Internazionale. Di seguito si riportano le grandezze fondamentali e le grandezze derivate del Sistema Internazionale. Grandezze fondamentali del Sistema Internazionale Grandezze fondamentali del Sistema Internazionale Grandezza Grandezze Nome fondamentali Unità del Sistema Simbolo Internazionale Unità Grandezza Nome Unità Simbolo Unità Grandezza Nome Unità Simbolo Unità Lunghezza Lunghezza metro metro mm Massa Massa Lunghezza chilogrammo chilogrammo kg kgmetro m Tempo Tempo Massa secondo secondo chilogrammo s s kg Intensità Intensità di corrente di corrente Tempo ampere ampere AAsecondo s Temperatura Temperatura termodinamica Intensità di kelvin corrente kelvin KKampere A Quantità Quantità di materia di materia Temperatura mole termodinamica mole mol mol kelvin K Intensità luminosa Quantità di materia candela cd mole mol Intensità luminosa candela cd Intensità luminosa candela cd Grandezze Grandezze derivate derivate del Sistema del Sistema Internazionale Grandezza Grandezze Internazionale derivate del Sistema Internazionale Nome Unità Simbolo Unità Grandezza Nome Unità Simbolo Unità Grandezza Nome Unità Simbolo Unità Frequenza hertz Frequenza Forza Frequenza hertz newton NHz hertz Hz Forza Pressione e Tensione Forza newton pascal Pa N newton N Pressione Energia, e Tensione Lavoro, quantità di Pressione calore e Tensione pascal joule Pa J pascal Pa Energia, Potenza Lavoro, quantità di caloreenergia, Lavoro, quantità di calore joule watt WJ joule J PotenzaTensione elettrica, potenziale Potenza elettrico, forza elettromotrice watt mole mol W watt W Resistenza elettrica Tensione elettrica, potenziale elettrico, forza ohm elettromotrice mole mol Tensione elettrica, potenziale elettrico, forza elettromotrice mole mol Flusso luminoso Resistenza elettrica lumen lm ohm Resistenza elettrica ohm Illuminamento Flusso luminoso lux lx lumen lm Flusso luminoso Illuminamento lumen lm lux lx Illuminamento lux lx Unità non Sistema Internazionale per alcune grandezze derivate Grandezza Unità non Sistema Unità non Internazionale S.I. ammesse per alcune grandezze derivate Simbolo Unità non Sistema Internazionale per alcune grandezze derivate Grandezza Unità non S.I. ammesse Simbolo Grandezza Unità non S.I. ammesse Simbolo Volume litro l Volume Volume metri cubi litro m 3 l VolumeMassa Volume tonnellata litro metri cubi t l m 3 Massa Lton Massa (massa equivalente a 1000 litri di prodotto tonnellata finito) Lton t Volume metri cubi m 3 Pressione Massa Lton bar(massa equivalente a 1000 litri di prodotto bar finito) Lton Massa Pressione tonnellata bar t bar Massa Lton (massa equivalente a 1000 litri di prodotto finito) Lton Pressione Fattori di conversione di unità di misura di Energia bar e di Potenza. bar Energia Fattori di conversione di unità di misura di Energia e di Potenza. kj Energia GJ kwh kcal kpm Btu TEP 1 kj kj 2, GJ 2, kwh 1, kcal 9, kpm 2, Btu TEP Energia 1 GJ kj 1 1 2, , ,778 1, ,388 9, ,020 2, , , kj 1 kwh 3, GJ 1 GJ 3, kwh kcal 1 1 8, kpm2,778 3, Btu 2,388 3, TEP 1,020 8, , , kj kwh 2,778 1 kcal 4,187 4, , ,388 1, , , , ,480 8, ,388 3,671 3, , , Fattori di conversione di unità di misura di Energia e di Potenza

34 Massa Lton (massa equivalente a 1000 litri di prodotto finito) Lton Pressione bar bar Tali fattori possono essere utilizzati, dal lettore interessato, per eventuali stime di prima Fattori di conversione di unità di misura di Energia e di Potenza. Energia kj GJ kwh kcal kpm Btu TEP 1 kj , , , , , GJ , , , , , kwh 3, , , , , , kcal 4,187 4, , , , kpm 9, , , , , , Btu 1,055 1, , , , , TEP 4, ,87 1, , , LG MTD Industria Alimentare marzo 2008 Potenza kw kcal/h kpm/h Btu/h 1 kw 1 8, , , kcal/h 1, , ,968 1 kpm/h 2, , , Btu/h 2, , , L4 Fattori di emissione I fattori riportati in tabella (fonte ENEA) indicano i valori medi stimati di emissioni prodotte per 1 GJ di energia termica sviluppata dalla combustione di gas naturale/olio combustibile. I valori si riferiscono alla produzione di energia termica del settore industriale.

35 approssimazione delle emissioni associate all utilizzo dei combustibili. - emissione di CO2 per kwh elettrico prodotto (valutata sulla produzione elettrica Emissioni Combustibili Gas Naturale Olio combustibile CO 2 55,8 74,6 kgco 2 /GJ SO X 1,47 kgso x /GJ NO X (x) 0,1 0,14 kgno x /GJ CO 0,02 0,01 kgco/gj Particolato 0,0017 0,021 kg partic. /GJ (x) i valori di NOx comprendono tutti gli ossidi di azoto Relativamente alla produzione elettrica nazionale, si riportano i dati statistici medi più comuni di consumo specifico termoelettrico e di emissione specifica di CO 2 (Fonte ENEA- REA 2003) utilizzabili unicamente per la valutazione del consumo di energia primaria e della produzione di CO2 associabili all acquisizione di energia elettrica dalla rete nazionale: consumo specifico di centrale termoelettrica (energia primaria consumata per kwh elettrico prodotto): 0,0092 GJ/kWh e Relativamente alla produzione elettrica nazionale, si riportano i dati statistici medi più comuni di consumo specifico termoelettrico e di emissione specifica di CO 2 (Fonte ENEA- REA 2003) utilizzabili unicamente per la valutazione del consumo di energia primaria e della produzione di CO2 associabili all acquisizione di energia elettrica dalla rete nazionale: - emissione di CO2 per kwh elettrico prodotto (valutata sulla produzione elettrica globale): - consumo specifico di centrale termoelettrica (energia primaria consumata per kwh elettrico prodotto): 0,0092 GJ/kWh e 0,502 kgco 2 /kwh e