L energia da biomasse e biogas nel mix energetico Alessandro Casula

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Virginio Modesto Ferrante
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1 Centro per lo sviluppo del polo di Cremona L energia da biomasse e biogas nel mix energetico GER

2 Le Fonti Energetiche Rinnovabili (FER)

3 Energia e biomassa La biomassa utilizzabile ai fini energetici consiste in tutti quei materiali di matrice organica, costituiti o derivati da organismi vegetali o loro componenti, che possono essere utilizzati direttamente come combustibili ovvero trasformati in altre sostanze (solide, liquide o gassose) di più facile utilizzo negli impianti di conversione.

componenti, che possono essere utilizzati direttamente come combustibili ovvero

4 Tipologie di biomassa Coltivazioni energetiche agricole (canna, miscanto, sorgo, etc.) o forestali (pioppo, robinia, etc.) Vengono denominate anche come SHR (Short Rotation Forestry) o MRF (Medium Rotation Forestry) Coltivazione di pioppo Coltivazione di sorgo da fibra

) Vengono denominate anche come SHR (Short Rotation Forestry) o MRF

5 Tipologie di biomassa Residui agricoli (paglia, stocchi, tutoli, potature) Residui forestali (pulizia dei boschi, del verde pubblico, dell alveo dei fiumi) Tronchi di legno Stocchi di mais

6 Tipologie di biomassa Residui agroindustriali (vinacce, sanse, gusci e noccioli) Residui della lavorazione del legno ed affini Sansa di olive Cippato di legno

7 Tipologie di biomassa Prodotti organici derivanti dall attività biologica degli animali e dell uomo, inclusi gas, reflui e frazioni organiche dei rifiuti Deiezioni animali FORSU

8 Utilizzo della biomassa Le principali applicazioni no-food della biomassa sono: produzione di energia (biopower) sintesi di carburanti (biofuels) sintesi di prodotti (bioproducts)

9 Biopower e Biofuels

10 Produzione di energia (biopower)

11 La combustione della biomassa La biomassa può essere direttamente combusta per fornire calore allo stesso modo di un combustibile fossile. Da un punto di vista della conversione termica il calore prodotto è lo stesso di quello ottenuto con i combustibili tradizionali. Quello che varia è l energia contenuta nella biomassa (potere calorifico), più bassa rispetto a quella dei combustibili fossili, conseguente ad una differente composizione chimica, riconducibile ad una ridotta percentuale di carbonio presente (max %) e ad un alto contenuto di umidità (30-50%).

Quello che varia è l energia contenuta nella biomassa (potere calorifico), più bassa rispetto a quella dei combustibili fossili, conseguente

12 Principi della combustione Tuttavia, la reazione stechiometrica non dà alcuna informazione riguardo al meccanismo di combustione. Un modello generalizzato, semplificato ma sufficientemente descrittivo del processo di combustione, si basa sulla seguente ipotesi di fenomeni o reazioni sequenziali: essicazione della particella di combustibile e suo riscaldamento fino alla temperatura di pirolisi; pirolisi della particella con produzione di gas combustibili e non combustibili e di un residuo carbonioso denominato char; ossidazione del char e dei prodotti volatili combustibili derivanti dalla fase di pirolisi.

reazioni sequenziali: essicazione della particella di combustibile e suo riscaldamento fino alla temperatura di pirolisi; pirolisi della particella con

13 Essicazione

14 Essicazione & pirolisi

15 Essicazione & pirolisi & ossidazione Fonte AET, 2011

16 Centrali termoelettriche a vapore

17 CONFIGURAZIONE IMPIANTISTICA

18 Griglia a letto fisso

19 Griglia inclinata a barrotti

20 Sistema a letto fluido Griglia di fluidizzazione EPI Caldaia a letto fluido

21 Centrali termoelettriche a gassificazione

22 Gassificazione

23 Pirogassificazione

24 La digestione anaerobica IDROLISI: riduzione dei polimeri di cui è composta la sostanza organica a monomeri solubili ad opera di batteri idrolitici. ACIDOGENESI: trasformazione dei monomeri solubili in acidi volatili ( acetico, butirrico, ecc.) e altri prodotti come l etanolo, il butanolo, l idrogeno,l ammoniaca ad opera dei batteri acidogeni. ACETOGENESI: trasformazione degli acidi volatili in acido acetico (CH 3 COOH) ad opera dei batteri acetogeni. METANOGENESI: ossido-riduzione delle molecole organiche con formazione di metano (CH 4 ), anidride carbonica (CO 2 ) ed altri gas in piccole quantità.

25 Vasche di stoccaggio finale stalla Vasca di carico stalla stalla Motori gasometro digestori

26 Esempio di digestore anaerobico

27 Polo di Cremona L incentivazione delle FER

28 Incentivazione alle FER Attualmente esistono due regimi di incentivazione, fra loro alternativi, per le Fonti Energetiche Rinnovabili: i Certificati Verdi (CV), obbligatorio per impianti di potenza superiore al MWe; la Tariffa Fissa Omnicomprensiva (TF), opzionale per impianti di potenza inferiore al MWe Il Decreto Legislativo n. 28 del 3 marzo 2011, in recepimento della direttiva 2009/28/Ce, traccia invece le linee strategiche di incentivazione che si avranno negli anni a venire

29 La Tariffa Fissa Omnicomprensiva Dal 2008 in avanti gli impianti di minore dimensione (< 1 MWe) possono scegliere una diversa forma di incentivazione rispetto al Certificato Verde: la Tariffa Fissa Omnicomprensiva Tale Tariffa viene riconosciuta ad ogni kwh prodotto ed immesso in rete Il suo valore incorpora quindi sia la remunerazione dell energia elettrica prodotta ceduta alla rete sia una quota incentivante

30 Legge 23 luglio 2009 n. 99

31 Polo di Cremona L incentivazione delle FER dal 2011

32 Decreto legislativo 28/2011 Certificati Verdi e Tariffa onnicomprensiva: disposizioni transitorie e abrogazioni (art. 25) comma 4: ritiro annuale dei Certificati Verdi eccedenti, al 78% del valore dei CV del GSE; comma 6: tariffe onnicomprensive ferme ai valori in tabella 3, per tutti gli impianti che entrano in esercizio entro il 31/12/2012; comma 7: coefficienti moltiplicativi dei Certificati Verdi fermi ai valori in tabella 2, per tutti gli impianti che entrano in esercizio entro il 31/12/2012;

33 Decreto legislativo 28/2011 Nuovi meccanismi di incentivazione per gli impianti che entrano in esercizio dopo il 31/12/2012 (art. 24) per impianti di potenza elettrica, comunque non inferiore a 5 MW, l'incentivo è amministrato e viene diversificato per fonte e per scaglioni di potenza; per impianti di potenza elettrica superiori ai precedenti limiti, l'incentivo verrà assegnato tramite aste al ribasso gestite dal GSE; i CV cessano definitivamente dal 2016 Entro 6 mesi emanazione di decreti Ministro sviluppo, in cui verranno "definite le modalità per l'attuazione dei sistemi di incentivazione di cui al presente articolo (...).

34 Bozza DM FER

35 Bozza DM FER Incentivi alle biomassa

36 GRAZIE PER L ATTENZIONE alessandro.casula@polimi.it

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