L Arundo donax per la produzione di biogas/biometano. Luca Corno Landriano 27 Giugno 2017

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1 L Arundo donax per la produzione di biogas/biometano Luca Corno Landriano 27 Giugno 2017

2 GRUPPO RICICLA

3 Arundo donax e digestione anaerobica 3 STEPS 1 prova in batch INPUT 2 prova in CSTR ( V=3 l ) ARUNDO VS MAIS OUTPUT 3 prova in impianto full scale

4 Caratteristiche aziendali: Azienda Agricola Lanzoni. CASALBUTTANO (CR) Impianto di digestione anaerobica: ü 1 Digestore V = 2660m 3 ü HRT= gg ü P=380 kw Miscela di alimentazione tradizionale: ü Insilato di mais = 15 t/gg ü Liquame bovino = 18 m 3 /gg ü Pollina = 2 t/gg ü Separato solido = 2,5 t/gg

5 Caratterizzazione chimico-fisica degli insilati ANALISI 1 ph INSILATO DI ARUNDO INSILATO DI MAIS Acidi Grassi Volatili (mg acetico l-1) Alcalinità Totale (mg CaCO3 l-1) Solidi Totali (% t.q.) Solidi Volatili (% S.T.) Biogas Potenziale (Nm3 t-1 S.T.) CH4 1 (%) valori medi di diversi campionamenti

6 Impostazione prova full scale Fase di controllo pre-prova (controllo trincee di insilato di arundo, analisi di caratterizzazione e ABP degli insilati di mais e di arundo da utilizzare durante la prova) Wash-out (sostituzione di 2 TON t.q. /gg di insilato di mais con 3 TON t.q. /gg di insilato di arundo) Prova (controllo dei parametri di impianto su miscela di alimentazione, digestato tq. separato liquido e separato solido)

7 Monitoraggio e andamento prova scala reale -Struttura della prova- Campionamenti: - pre prova; - fase wash out; - fase stabile. Monitoraggio della prova durante le sue fasi; Sostituzione parziale insilato di mais con insilato di arundo; Fase stabile a HRT di 70 giorni.

8 Monitoraggio e andamento prova scala reale -Caratterizzazione impianto- ph Sostanza Secca Solidi Volatili AGV Alcalinità Ammoniaca Azoto totale % % g CH 3 COOH/kg g CaCO 3 /kg g/kg S.S. g/kg S.S. Insilato di mais 3,36 31,6 95,2 10,8 10,7 3,35 10,5 Liquame bovino 7,54 2,8 76,7 6,55 10,4 38,7 68,1 Pollina 7,19 28,9 69,3 15,1 16,6 16,7 50,5 Farina di mais - 88,8 98, ,44 Separato solido digestato 8, ,7 0,21 7,96 10,2 27 Mix 1 4, ,9 8,41 8,45 5,98 18,8 Insilato di mais 3,74 34,7 96,9 18,5 29,3 1,5 11,2 Insilato di A. donax 4,66 30,4 93,3 11,8 11-8,87 Liquame bovino 7,39 3,3 83,6 6,92 11, ,4 Pollina 8,12 29,1 67,8 46,8 48, ,9 Farina di mais - 88,9 98, ,51 Separato solido digestato 8,62 21,5 86,8 0,22 9,76 10,1 27,1 Mix 2 5,81 22,7 89,4 11,5 11,1 8,33 21,3

9 Monitoraggio e andamento prova scala reale -Produzioni di biogas- Nm3 /g; Nm3 CH4/g; kw/g Giorni % Biogas Biometano Energia elettrica CH4

10 Monitoraggio e andamento prova scala reale -Produzioni di biogas- Mix 1 Mix 2 Ettari Ha/anno Costo della biomassa per ettaro /Ha Costo totale approvvigionamento biomassa /anno Costo unitario biogas (colture energetiche) a /Nm 3 0,12 0,1 Costo unitario biogas (altre biomasse) b /Nm Costo totale biogas c /Nm 3 0,36 0,34 Costo unitario energia elettrica (colture energetiche) a,d /kwh 0,05 0,04 Costo unitario energia elettrica (altre biomasse) b,d /kwh 0 0 Costo totale energia elettrica c /kwh 0,18 0,17 a Costi riferiti solo all approvvigionamento delle biomasse da coltura energetica. b Costi dovuti solo al costo della farina di mais (190 /t). c Costi totali del biogas ed energia elettrica calcolati con i costi di manutenzione, gestione e ammortamento riferiti a un impianto di 550 kwh (Riva et al., 2014). d Energia elettrica calcolata considerando il potere calorifico inferiore del metano pari a 8,79 kw/m 3 CH 4.

11 Monitoraggio e andamento prova scala reale -Valutazioni economiche /anno Ha/anno % kw da A. donax % kw da A. donax /m /kw % kw da A. donax % kw da A. donax

12 Monitoraggio e andamento prova scala reale -Conclusioni- Valutazione della prova: - Produzione metano ottimale e costante; - Nessun calo di produzione di metano e produzione di corrente elettrica; - Nessun problema di miscelazione o galleggiamento; - Principali parametri di funzionamento in linea con la norma (ph, AGV, NH 4,SS).

13 Arundo donax e chimica verde Biomassa di Arundo Pretrattamento Idrolisi enzimatica Lignina Zuccheri semplici Molecole semplici Residuo ligninico - Produzione bioplastiche - Combustione - Altri usi - Settore alimentare - Settore farmaceutico - Altri usi &

14 Conclusioni - Grande capacità di adattamento a climi e suoli diversi; - Maggiore produzione di biomassa rispetto alle tradizionali colture energetiche; - Inferiori costi di produzione e maggiore redditività; - Possibilità di utilizzo in digestione anaerobica per la produzione di biometano; - Possibilità di creare filiera di chimica verde.

15 Grazie per l attenzione GRUPPO RICICLA Agricolture and Environmental Lab via Celoria Milano Tel /43 Fax Biomass and Bioenergy Lab Parco Tecnologico Padano via Einstein, Loc. Cascina Codazza Lodi Tel./Fax website: hjp://users.unimi.it/ricicla/