Produzione di energia rinnovabile da biomasse

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Agnella Galli
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1 il RPA per le imprese Produzione di energia rinnovabile da biomasse Sergio Piccinini - RPA SpA Sezione AMBIENTE ed ENERGIA Bologna 8 giugno 2011

2 RPA Lab in sintesi 2

3 STRUTTURA 3

4 AREE DI SPEIALIZZAZIONE SEZIONE AMBIENTE ed ENERGIA 1. aratterizzazione degli scarti e sottoprodotti organici delle imprese agroalimentari per la valorizzazione energetica (biogas) e di materia (fertilizzanti); 2. Determinazione del Potenziale Biochimico di Metanazione (BMP) per la valutazione in batch della massima quantità di metano producibile da una matrice organica e conduzione di test in continuo di digestione anaerobica di scarti agroindustriali ed altre biomasse in reattori pilota da laboratorio e industriali; 3. Analisi e validazione delle tecniche di pretrattamento delle biomasse prima della digestione anaerobica per aumentarne la resa energetica; 4. Analisi e validazione delle tecniche di trattamento postdigestione anaerobica per la riduzione e/o il recupero del carico di nutrienti (azoto in particolare).

ARATTERIZZAZIONE BIOMASSE ON TENIA NIRS Spettrofotometro NIRS (Spettroscopia nel vicino infrarosso); lo strumento è semplice da utilizzare ed in grado di eseguire contemporaneamente e rapidamente un

5 ARATTERIZZAZIONE BIOMASSE ON TENIA NIRS Spettrofotometro NIRS (Spettroscopia nel vicino infrarosso); lo strumento è semplice da utilizzare ed in grado di eseguire contemporaneamente e rapidamente un gran numero di determinazioni a partire da un unico campione; lo strumento viene utilizzato per esaminare campioni liquidi e/o pastosi di biomasse da avviare a digestione anaerobica e di digestati all interno ed in uscita dei reattori anaerobici.

secche 800 Biogas 700 BMP - Metano: BMP - Biogas: 404,6 [Nm3/t SV] 761,0

6 TEST DI DIGESTIONE ANAEROBIA SARTI ORGANII 32 Reattori pilota di laboratorio per test in batch Resa substrato [Nm3/t SV] Acque di reidratazione prugne secche 800 Biogas 700 BMP - Metano: BMP - Biogas: 404,6 [Nm3/t SV] 761,0 [Nm3/t SV] Metano nel biogas H Giorni %

TEST DI DIGESTIONE ANAEROBIA SARTI ORGANII Resa in biogas 9 Reattori pilota di laboratorio per test in continuo Resa in biogas Miscela 1 Miscela 2 Fango latt-cas + Fango avicolo Resa in metano [%]

7 TEST DI DIGESTIONE ANAEROBIA SARTI ORGANII Resa in biogas 9 Reattori pilota di laboratorio per test in continuo Resa in biogas Miscela 1 Miscela 2 Fango latt-cas + Fango avicolo Resa in metano [%] [m /kg SV] 3 3 Media 0,735 0, ,515 Dev.st 0,105 0, ,077 Media 0,653 0, ,456 Dev.st 0,162 0, ,116 [m /kg SV] [m /kg tq] Borlanda + Fango avicolo Percentuale H4 nel biogas 3

8 TEST DI DIGESTIONE ANAEROBIA SARTI ORGANII AVIRO- Faenza I MPI ANTO PI LOTA I NDUSTRI ALE

9 SETTORI DI IMPATTO 1.lavorazioni e trasformazione delle carni, del latte e dei prodotti ortofrutticoli; 2.gestione e trattamento effluenti e rifiuti organici; 3.produzione energia rinnovabile biomasse di scarto e dedicate. da

10 ASE HISTORY IL TEMA proposto da IREN NELL AMBITO DEL REUPERO DI MATERIA E ENERGIA DALLA FRAZIONE ORGANIA DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI RAOLTI IN MODO DIFFERENZIATO (FORSU), SI RIESE A REARE SINERGIE ON GLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE DELLE AQUE REFLUE URBANE MEDIANTE L OTTIMIZZAZIONE DELLA APAITA DI DIGESTIONE ANAEROBIA PRESENTE NEGLI IMPIANTI : E POSSIBILE? OME? ON QUALE BIOMASSA? RPA Lab.

11 ASE HISTORY IL TEMA proposto da IREN RPA Lab. Approccio al problema: - MONITORAGGIO IN SALA REALE DI UN DIGESTORE OPERANTE SU FANGO IVILE (BIANO) - ARATTERIZZAZIONE NUOVA BIOMASSA (SPREMUTA DI FORSU) - VERIFIA EFFETTI AGGIUNTA NUOVA BIOMASSA

12 ASE HISTORY LE ATTIVITA PROPOSTE SISTEMA DI ODIGESTIONE ANAEROBIA DI FORSU E FANGHI DI DEPURAZIONE Attività previste: TEST IN ONTINUO IN IMPIANTO SPERIMENTALE presso RPA Lab. MONITORAGGIO IN SALA REALE DEL DIGESTORE OPERANTE SU FANGO IVILE PRESSO L IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI PIAENZA (PRE E POST AGGIUNTA NUOVA BIOMASSA)

13 ASE HISTORY BIOMASSE UTILIZZATE - FANGO DI DEPURAZIONE INSPESSITO dall impianto di depurazione di Piacenza; - Frazione liquida SPREMUTA da FORSU da RAOLTA DIFFERENZIATA mediante trattamento con macchina trituratrice-spremitrice Fango Spremuta ST totali SV totali HRT (1) FORSU (1) [%] [%] [d] Miscele arico organico [kg SV/m3*g] 1. Fango 100% 0% 4,68 2, ,34 2. Fango+spremuta FORSU (4%) 96% 4% 5,21 3, ,88 3. Fango+spremuta FORSU (10%) 90% 10% 6,00 3, ,33 (1) Rapporto in volume

14 ASE HISTORY RISULTATI PRODUZIONE VOLUMETRIA SPEIFIA DI BIOGAS (m3/m3 di digestore*giorno) BIOGAS (m3/m3 digester*d) , Fango 30 Fango+Forsu_4% Giorni 40 Fango+Forsu_10% 50 60

15 ASE HISTORY RISULTATI DEFINIZIONE DEI RAPPORTI DI MISELAZIONE OTTIMALI DEFINIZIONE delle ONDIZIONI DI PROESSO (OV, HRT, ecc.) RESA SPEIFIA IN BIOGAS e METANO DI UNA NUOVA BIOMASSA (SPREMUTA FORSU) VERIFIA DELLA OPERATIVITA IN SALA REALE DELLA INTRODUZIONE DI UNA NUOVA BIOMASSA NEL SISTEMA

16 ASE HISTORY ONLUSIONI I RISULTATI SONO DA RITENERSI POSITIVI IREN STA PROEDENDO ALLE PRIME FASI DI VERIFIA TENIA, EONOMIA E FINANZIARIA INERENTE L APPLIAZIONE DI QUESTI PROESSI ALL INTERNO DEI PROPRI IMPIANTI

17 Produzi one di bi ogas i n Europa nel 2009: 8346 ktep ( 98 TWh) Italia: biogas 444,3 ktep onsumo lordo > 190 Mtep da discarica RU da fanghi dep. da altro

biogas (RPA 05/2011) 521 impianti (130 in costruzione) irca

18 Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali e colture energetiche ensimento impianti biogas (RPA 05/2011) 521 impianti (130 in costruzione) irca 350 MWe installati Emilia-Romagna: 63 impianti (17 in costruzione) 43 MWe

19 BIOGAS Layout filiera

20 Esempio di impianto biogas Az. ominello (MN) 1 MWe insilati + sottoprodotti agroindustriali +pollina Digestori: 2 primari+1 secondario (7940 m3) 2 vasche stoccaggio (6760 m3)

21 Un altro esempio Az. azzani (BO) Alimentato con insilato di mais e sorgo, e sottoprodotti agroindustriali La potenza elettrica installata è di 2,8 MW la temperatura nei digestori è 50

22 BIOGAS da soli effluenti zootecnici Az. Pedrotti (RE) 750 vacche in lattazione HP 330 kwe 2 digestori 3800 m3 volume utile totale irca t/anno di letame e liquame bovino

23 Impianto biogas UNIPEG - Pegognaga (MN) Biomasse: 2 digestori da sangue bovino 2400 m3 ciascuno contenuto ruminale HP: 525 kwe fango flottato

24 Potenzialità biogas in Italia (Stime RPA, 2009) irca 20 TWh/anno di EE (2700 MWe) o circa 6,5 Miliardi m3 di H4/anno Principali substrati Deiezioni animali : t/a Scarti agro-industriali: t/a (Scarti di macellazione(at.3): t/a) Fanghi di depurazione: t/a Fraz.org. dei RU: t/a Residui colturali: t SS/a olture energetiche: ha

25 Scarti e sottoprodotti organici da agro-industria prodotti in Emilia-Romagna (Stime RPA, 2006) Descrizione scarti e sottoprodotti agro-industria Emilia-Romagna (t/anno) Liquame Letame TOTALE EFFLUENTI ZOOT Sottoprodotti animali (cat. 3) Scarti vegetali Siero di latte e latticello TOTALE TOTALE (escluso siero) onsumo gas naturale E-R circa 10,7 NGm3nel Si stima, senza il siero, una potenzialità in metano di 330 milioni di m3/anno che, trasformati in energia elettrica, corrispondono a circa 1 TWh/anno pari a 135 MWe di potenza installata.

26 osa promuovere: Il Biometano Il Biogas dopo purificazione a Biometano può essere immesso direttamente nella rete del gas naturale

27 Purificazione del biogas ed immissione nella rete del gas

28 onclusioni Il biogas/biometano può aiutare in tutte le componenti energetiche previste dal PAN Elettricità da FER Quota di energia da FER sul consumo = finale lordo di energia alore da FER FER per i trasporti onsumo Finale Lordo da FER onsumo Finale Lordo totale = 17 % Riduzione dei consumi Fonte: GSE

29 GRAZIE PER L ATTENZIONE crpalab@crpa.it s.piccinini@crpa.it

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