Biometano, immissione in rete e utilizzo in autotrazione

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1 Biometano, immissione in rete e utilizzo in autotrazione Alessandro Tramontano Presidente Consorzio Ecogas Martedì 12 APRILE Comune di Collarmele Sala Eduardo De Filippo Filiera Agro-energetica per il Biogas

2 Il progetto Impianto di Biogas da digestione anaerobica Comune di Collarmele Impianto di produzione di Biogas da digestione anaerobica Potenza elettrica: 999 kwp Potenza termica: 980 kwp Produzione Biogas: Nm 3 al 53% di Metano Nm 3 Metano (CH4) 250 Nm 3 /ora 2

3 Il progetto Il Territorio Filiera corta I terreni su cui si sono svolti i primi incontri con gli agricoltori e dove già sono stati esposti i contratti quadro di filiera, sono evidenziati nella cartografia. Tutti i terreni interessati all operazione gravitano nel raggio di 10 km dall impianto di Biogas, quindi possono raggiungere l impianto con meno di 20 km di strada Filiera corta - Localizzazione Impianto Biogas 3

4 L organizzazione L impianto di Biogas verrà alimentato per circa il 25% con scarti che arrivano dall industria agroalimentare. In particolare si sta formalizzando un accordo con l azienda CO.VAL.PA. L azienda lavora circa ton di prodotto finito l anno, gli scarti di lavorazione sono circa 400 ton mensili. Gli scarti possono essere prelevati con circa due carichi settimanali e conferiti all impianto di Biogas. Qui possono essere inseriti direttamente nel fermentatore. La distanza dell industria agroalimentare dal sito scelto per l impianto è di circa 8 km. Altri scarti, sempre della lavorazione agro-alimentare, saranno forniti dagli stessi agricoltori che oltre a produrre l insilato di mais, manterranno su parte dei loro terreni migliori la coltivazione e la lavorazione di patate e carote. Si stanno contattando anche varie industrie di pasta, per verificare la possibilità di attivare anche con loro un accordo per il prelievo degli scarti di lavorazione. 4

5 Il Campus delle energie rinnovabili Affiancato al campo fotovoltaico da 1MW attualmente in costruzione abbiamo la disponibilità di ulteriori 5 HA di terreno per la realizzazione dell impianto di biomassa. Insistono sulla stessa proprietà dei vecchi edifici rurali, che sono in via di ristrutturazione, in cui si vorrebbe realizzare un Campus delle Energie Rinnovabili. La possibilità di visitare gli impianti di produzione di energia nel sito saranno attivi un campo fotovoltaico di 1 MW, un impianto di Biogas da 999 MW e un generatore mini eolico e un piccolo esperimento di generatore idroelettrico - sarà un novità assoluta e forse unica nel nostro Paese che renderà il campus di interesse non solo per i ragazzi ma anche per privati cittadini e imprese che vorranno accostarsi al mondo delle energie alternative. Sarà infatti possibile verificare sul posto e in modo diretto alcune tra le soluzioni più diffuse di produzione di energia elettrica da fonti alternative, esaminandone i vari usi anche al variare delle diverse soluzioni tecnologiche. 5

6 Il Campus delle energie rinnovabili Sul sito verrà anche realizzato un pendolo di Foucault di tipo permanente. La costruzione di questo pendolo è un progetto molto ambizioso e probabilmente il primo in Abruzzo e così come avvenuto per altre realizzazioni fatte in alcune regioni d Italia, la sua installazione susciterà l attenzione di numerosi ragazzi, studenti e appassionati. Il pendolo andrebbe realizzato avvalendosi della collaborazione del mondo scientifico, anche in considerazione della rarità e difficoltà di costruzione dei pendoli intrattenuti. La versione che si vuole allestire nel campus prende spunto da quella realizzata a Padova nel Palazzo della Ragione, questa si compone di un pendolo e di un sistema elettronico per mantenere costante l oscillazione. La sfera, in alluminio e ferro è appesa ad un punto fisso della volta del Palazzo, mediante un filo di acciaio, con un anello di Charron che provvede a contenere la ellitticità del moto pendolare. L ampiezza della oscillazione della sfera è mantenuta costante da un campo magnetico pulsato, prodotto da un elettromagnete posto al centro della piattaforma sottostante. L apparente rotazione del piano di oscillazione rispetto al sistema solidale alla Terra è evidenziata da 180 LED che si accendono in sequenza. L arco di LED accesi si allunga mano a mano che il piano ruota. 6

7 Cos è il Biogas Il Biogas viene prodotto durante la fermentazione anaerobica di sostanze organiche Composizione del Biogas: Metano CH 4 ca. 55% Anidride Carbonica CO 2 ca. 40% Vapore Acqueo ca. 3% Altre sostanze ca. 2% 7

8 Cos è il Biogas Metano di origine fossile CO 2 CO 2 Metano di Biogas origine fossile CO 2 erosione fissaggio CO 2 erosione sprofondamento pressione substrato cogeneratore cogeneratore elettricità calore digestato elettricità calore La produzione di metano di origine fossile dura ca. 200 milioni di anni La produzione di biogas dura un ciclo di raccolto 8

9 L immissione di Biometano in rete Biogas purificazione Biometano Filtrazione odorizzazione Regolazione pressione Impianto sicurezza Gas per rete Il biogas viene purificato: vengono eliminati H 2 S, NH 4, acqua ecc. Il contenuto di metano viene elevato (dal 55% al 94% o 96%) Per motivi di sicurezza il biometano viene filtrato e odorizzato Il biometano viene poi portato alla pressione della rete e immesso Immettere biometano in rete permette una maggiore efficienza energetica (combustione presso un cogeneratore più grande con migliore sfruttamento del calore, varie possibilità di utilizzo) 9

10 L immissione di Biometano in rete Il Biometano, che ha le stesse caratteristiche del gas naturale, può essere prodotto da un impianto che non differisce molto da un tradizionale impianto di Biogas: l unica differenza di rilievo è che il Biogas (che è composto per circa il 55% da metano) anziché essere bruciato sul posto per produrre energia elettrica e calore, viene trattato per eliminare la CO 2, il vapore acqueo e altre piccole sostanze, portando così la percentuale di metano a oltre il 95%. Dopo odorizzazione, per motivi di sicurezza, il Biometano può dunque essere immesso in rete, poiché indistinguibile da quello fossile. Oltre ad essere un passo verso l indipendenza energetica delle materie prime fossili, il Biometano è una fonte di energia pulita: l anidride carbonica liberata durante il processo è pari a quella che le piante, utilizzate per l alimentazione dell impianto, hanno fissato durante il ciclo di vita senza che sia liberata una ulteriore quantità di questo gas serra. Il vantaggio in termini di CO 2 viene ulteriormente evidenziato se il Biometano verrà utilizzato in autotrazione, dove a parità di chilometri percorsi emette oltre il 22% in meno di CO 2 rispetto alla Benzina. 10

11 L immissione di Biometano in rete 1 Materie prime rinnovabili 5 Condotta del gas 2 Alimentazione biomassa 6 Cogeneratore 3 Fermentatore 7 Stazione di servizio 4 Trattamento del biogas 11

12 Utilizzo del Biometano in autotrazione Biodiesel litri Bioetanolo litri Resa dei Bio-carburanti / ha (come equivalente di Diesel) BTL Litri Biometano litri 12

13 Riduzione emissioni % - Biometano Vs Benzina 0% -20% -40% -60% -80% -100% -120% CO2 CO NOx NMHC Benzene PM SOx Riduzione -22% -40% -59% -85% -100% -100% -100% 13

14 Minacce Opportunità Analisi SWOT Biometano per autotrazione Punti di Forza Punti di debolezza S W Vantaggi di natura economica Tecnologia distributiva consolidata Tecnologia motoristica consolidata e interamente italiana Politiche Europee a sostegno agricoltura e industria automobilistica Elevati Standard di sicurezza Riduzione dell inquinamento ambientale e acustico Utilizzo scorporato dal luogo di produzione e a distanza di tempo O T April 2011 Miglioramento della qualità dell aria Unione di più filiere: agricola, industriale, artigianale e energetica Creazione di nuovi posti di lavoro in settori fortemente in crisi Investimenti nel lungo termine Riduzione della spesa sociale associata al settore trasporti European Union Riduzione dipendenza energetica da altri Paesi «Ponte» verso l alimentazione a H 2 Combustibile con minor densità energetica per unità di volume Rete di distribuzione limitata Vetture con ridotta autonomia a parità di peso auto Costo veicoli elevati Costi di trasformazione elevati Fabbisogno relativamente alto di energia per la pressurizzazione Modifiche del quadro normativo per l immissione in rete Modifiche del quadro normativo fiscale (accise carburanti) Modifica delle politiche di investimento nel settore L analisi SWOT, conosciuta anche come Matrice TOWS, è uno strumento di pianificazione strategica usato per valutare i punti di forza (Strengths), debolezza(weaknesses), le opportunità (Opportunities) e le minacce (Threats) di un progetto. Punti di Forza: le attribuzioni date che sono utili a raggiungere l obiettivo. Punti di debolezza: le attribuzioni date che sono dannose per raggiungere l obiettivo. Opportunità: condizioni esterne che sono utili a raggiungere l obiettivo. Minacce (rischi): condizioni esterne che potrebbero recare danni al progetto 14

15 Dal Biometano all Idrogeno Se al Biometano si aggiunge una frazione di idrogeno si ottiene una scelta tecnologica vantaggiosa: è infatti possibile sfruttare alcune proprietà dell idrogeno per esaltare le già ottime caratteristiche ecologiche del metano, e limitare nel contempo le criticità associate all utilizzo del solo idrogeno. Inoltre questa tecnologia, che possiamo chiamare Idro-Biometano, può essere una tecnologia ponte, che può costituire un primo passo per dare inizio agli investimenti per l infrastruttura dell idrogeno Road Map di applicazione dell Idrogeno al trasporto Biometano CH 4 Blends Biometano/Idrogeno CH 4 /H 2 Idrogeno H 2 Vantaggi ambientali: Ulteriore riduzione di emissioni di CO 2 : 11% rispetto al metano (30% H 2 ) a pari prestazioni veicolo Riduzione delle emissioni inquinanti grazie ad una combustione più completa ed efficiente (THC, CO e NOx) Applicabile su tutti gli attuali sistemi a metano con interventi di adeguamento del sistema di controllo motore e verifica dei materiali a contatto con la miscela CH 4 H 2 15

16 BIO - DME BIO-DME: L ultima proposta in ordine di tempo è il Di- Metil-Etere prodotto da biomasse (Bio-DME), un ecocarburante per motori diesel sviluppato da diversi soggetti dei settori trasporti e dell industria petrolifera nell ambito del bando FP7-Energy dell Unione Europea. Istituzione continentale che punta molto sul nuovo gas tanto da dichiarare che il il Bio-DME possiede le potenzialità necessarie per sostituire entro il 2030 oltre il 50% degli attuali consumi di carburante nei trasporti su strada. Oltre ad essere un passo verso l indipendenza energetica delle materie prime fossili, il Biometano e il BIO-DME sono una fonte di energia pulita: l anidride carbonica liberata durante il processo è pari a quella che le piante, utilizzate per l alimentazione dell impianto, hanno fissato durante il ciclo di vita senza che sia liberata una ulteriore quantità di CO 2. 16

17 I partner del progetto I partner del progetto di sviluppo del Biometano in autotrazione individuati e già favorevoli a partecipare all iniziativa: Consorzio Ecogas - Unica Associazione Industriale Europea sui carburanti ecologici per Autotrazione Aziende nazionali che stanno sviluppando tecnologie sui biocarburanti SINTESI AB: Società di ingegneria consulente del Centro Ricerche Fiat 17