Bioenergie innovative: opportunità e prospettive

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1 Bioenergie innovative: opportunità e prospettive Vito Pignatelli - Presidente ITABIA Bioenergie e Biometano L evoluzione degli impianti esistenti e della normativa: da centrali elettriche a bioraffinerie Cremona Fiere, 21 aprile 2016

2 Il nuovo contesto di riferimento europeo Nuovi obiettivi per la riduzione di GHG e il contributo delle FER ai consumi energetici per il 2030: GHG: dal 20% (2020) al 40% FER: dal 20% (2020) a 27% Non sarà più previsto un obiettivo specifico per le FER nel settore dei trasporti (come il 10% per il 2020 della direttiva 28/2009), ma sarà stabilito un obiettivo minimo, non vincolante, per i biocarburanti avanzati (indicativamente 0,5%) Criteri di sostenibilità anche per biomasse solide e biocombustibili gassosi (biometano) per la produzione di elettricità e calore Possibile eliminazione di qualsiasi incentivo per i biocarburanti prodotti da colture alimentari (dal 2014 è già in vigore il limite massimo del 7%) 2

3 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia in Italia Mtep % sui consumi finali di energia Nel 2014 % sui consumi del settore nel 2014 % sui consumi del settore nel 2020 (previsione PAN) Consumi di energia da FER nel settore elettrico Consumi di energia da FER per riscaldamento e raffrescamento Consumi di biocarburanti nel settore dei trasporti Consumi finali totali di energia da FER Consumi finali totali di energia 9,2 7,8 33,4 26,4 9,9 8,3 18,9 17,1 1,5 1,3 4,5 10,1 20,2 17,1 17,0 118, ,04 Elaborazione su dati MSE e GSE,

4 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia in Italia Bioenergia 16,0% Consumi elettrici Idroelettrica 43,2% Solare 21,1% Pompe di calore 26,0% Eolica 14,1% Geotermica 5,6% Bioenergia 71,0% Geotermia 1,3% Solare termico 1,7% Consumi di energia termica per riscaldamento e raffrescamento Elaborazione su dati GSE, Rapporto statistico energia da fonti rinnovabili 2014,

5 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili ai consumi di energia in Italia Mtep 9,7 3,9 Bioenergie Idroelettrica 8,2% dei consumi totali 2,6 Pompe di calore 2,1 1,3 0,6 Solare Eolica Geotermica Fonte: GSE,

6 L innovazione tecnologica per il settore delle bioenergia Nuove tecnologie e processi termici per la valorizzazione di biomasse e rifiuti minimizzando l impatto ambientale Tecnologie e processi innovativi per la produzione di metano da biomasse di diversa natura Processi avanzati di digestione anaerobica per la produzione di biogas a più elevato contenuto in metano, idrometano e bioidrogeno e in grado di utilizzare una gamma più vasta di possibili materie prime Passaggio degli impianti attuali di produzione di biocarburanti a nuove bioraffinerie con un offerta più vasta e articolata di prodotti, non solo energetici Integrazione delle tecnologie per la produzione di energia e/o combustibili da biomasse con altre FER Produzione di biocarburanti drop-in di nuova generazione 6

7 Processi termici innovativi per la valorizzazione di biomasse e rifiuti Sviluppo di processi per il recupero di materie prime seconde ed energia da biomasse e rifiuti Impianto scala banco di gassificazione con acqua supercritica Impianto a tamburo rotante scala preindustriale per la produzione di carboni attivi e gas di sintesi da biomassa Possibili applicazioni per il processo di gassificazione con acqua supercritica 7

8 Contributo delle diverse fonti alla produzione di elettricità in Italia nel 2014 (in TWh e %) Altri combustibili; 15,5; 5% Prodotti petroliferi; 4,9; 1% Saldo estero; 43,7; 14% Idroelettrica; 57; 18% Geotermoelettrica; 5,9; 2% Altre rinnovabili; 55; 17% Gas naturale; 94,2; 29% Carbone; 43,7; 14% Produzione lorda di energia elettrica nel 2014: 276,2 TWh (117,9 TWh da FER) Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico - La situazione energetica nazionale nel 2014,

9 Distribuzione percentuale delle tipologie di impianto di riscaldamento domestico per fonte in Italia (2014) 100 % , ,7 14,5 Gasolio Metano Biomassa Energia elettrica 5,1 5,8 GPL Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico - La situazione energetica nazionale nel 2014,

10 Principali fonti di approvvigionamento di gas naturale in Italia nel Milioni di Sm Produzione nazionale Algeria Russia Libia Qatar Paesi Bassi Totale import Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico - La situazione energetica nazionale nel 2014,

11 Produzione di gas naturale sintetico (SNG) da biomasse Impianto pilota BIOSNG Sinottico dell impianto sperimentale di metanazione Impianto a letto fluidizzato bollente con circolazione interna da 1 MWth con sistema di cleaning integrato 11

12 Consumi percentuali dei diversi biocarburanti nei Paesi dell Unione Europea. Anno 2014 Olio vegetale 0,23% Biometano 0,95% Bioetanolo 19,10% Biodiesel 79,72% Nel 2014 i biocarburanti hanno coperto il 4,9% dei consumi energetici totali del settore dei trasporti nella UE Elaborazione su dati EurObserv ER - Biofuels Barometer

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14 Innovazione del processo di digestione anaerobica Sviluppo e scale-up di processi innovativi a doppio stadio per la produzione di biogas a più elevato contenuto in metano e/o di miscele metano/idrogeno, mediante arricchimento degli inoculi microbici utilizzabili per la produzione di metano con accrescimento della popolazione degli idrogeno-produttori Produzione di biogas dalla digestione anaerobica di biomasse lignocellulosiche con l impiego di ceppi selezionati di batteri idrolitici e idrogeno produttori e di funghi anaerobici ruminali 14

15 Consumi di carburanti nel settore dei trasporti In Italia nel x t Benzina (+etanolo) Gasolio (+biodiesel) Carboturbo (Jet fuel) GPL Fonte: Ministero dello Sviluppo Economico,

16 Produzione di biodiesel nei Paesi dell Unione Europea. Anni kt Dalla produzione di 100 kg di biodiesel si ottengono circa 11 kg di glicerolo Elaborazione su dati European Biodiesel Board,

17 Conversione del glicerolo in biocarburanti e chemicals: il progetto europeo GRAIL Obiettivo 1 Caratterizzazione del glicerolo grezzo e definizione delle proprietà per i processi di conversione (bioraffineria) Obiettivo 2 Conversione in biofuels Obiettivo 3 Conversione in green chemicals Obiettivo 4 Conversione in integratori alimentari 17

18 Conversione del glicerolo in biocarburanti e chemicals: il progetto europeo GRAIL L ENEA ha messo a punto un processo per la valorizzazione del glicerolo basato sulla fermentazione anaerobica da parte di un consorzio microbico selezionato per l ottenimento di bioetanolo, idrogeno ed intermedi di sintesi di interesse dell industria chimica Nell ambito del progetto europeo GRAIL (Glycerol Biorefinery Approach for the Production of High Quality Products of Industrial Value) sono in corso attività di studio e sperimentazione su circuiti di laboratorio, propedeutiche al successivo scale-up su impianto pilota, con l obiettivo di arrivare allo sviluppo industriale del processo 18

19 Consumi di carburanti nel settore dei trasporti In Italia nel x t Benzina (+etanolo) Gasolio (+biodiesel) Carboturbo (Jet fuel) GPL Fonte: Ministero dello Sviluppo Economico,

20 Caratteristiche e proprietà di carburanti e biocarburanti Numero di carbonio e punti di ebollizione di alcuni carburanti e biocarburanti Effetto del contenuto di ossigeno sulla densità energetica dei combustibili liquidi Fonte: IEA Bioenergy Task 39,

21 Biocarburanti "drop-in" di nuova generazione Liquid bio-hydrocarbons that are functionally equivalent to petroleum fuels and are fully compatible with existing petroleum infrastructure OLEOCHEMICAL PLATFORM Fonte: IEA Bioenergy Task 39, 2014 LIPID FEEDSTOCK: - Oil crops - UCOs - Tallow - Tall oil - Algae HYDROGENATION HYDROCRACKING/ ISOMERIZATION Off gases (propane, CH 4, CO, CO 2 ) HEFA liquid hydrocarbons H 2 H 2 Neste Oil Corporation HEFA biofuels plant in Singapore,

22 Biocarburanti "drop-in" di nuova generazione THERMOCHEMICAL PLATFORM LIGNOCELLULOSIC FEEDSTOCK: - Wood - Crop residues - SRF - Miscanthus - Switchgrass - PYROLYSIS GASIFICATION Syngas Pyrolysis oil FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS HYDROTREATMENT H 2 FT liquids HPO Gassificatore up-draft a letto fisso con aria/vapore da kw th, per la produzione di syngas ricco di H 2 (> 38%) gas, utilizzabile per la sintesi di FT liquids presso il Centro ENEA della Trisaia 22

23 Grazie per l attenzione Dr. Vito Pignatelli ITABIA - Italian Biomass Association Via Venafro, Roma Tel Fax itabia@mclink.it