Biometano: : stato dell arte e prospettive in Europa ed in Italia

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1 Sostenibilità ed efficienza dell energia da biomasse in Piemonte Torino, 17 novembre 2011 Biometano: : stato dell arte e prospettive in Europa ed in Italia Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni Animali - Reggio Emilia

arte e prospettive in Europa ed in Italia Sergio Piccinini

2 BIOMASTER in sintesi ( E un progetto Intelligent Energy Europe, bando partner, 5 paesi membri, 4 siti di applicazione: Małoposka Region (PL) Norfolk County (UK) Skåne Region (SE) Trentino (IT) 36 mesi di attività: 1 maggio aprile 2014 Approfondimento di aspetti legati alla produzione del biometano, alla sua distribuzione e al suo utilizzo nei veicoli Partnership waste-to-wheel con creazione di reti locali di attori coinvolti a diverso livello sul tema trattato Attività di studio, analisi, formazione, seminari, conferenze, divulgazione, pubblicazioni, eventi, meeting

Skåne Region (SE) Trentino (IT) 36 mesi di attività: 1 maggio 2011-30 aprile 2014 Approfondimento di aspetti legati alla produzione del biometano, alla

3 Produzione di biogas in Europa nel 2009: 8346 ktep (98 TWh) ITALIA: biogas 444,3 ktep Consumo lordo energia > 190 Mtep da discarica RU da fanghi dep. da altro

4 Censimento impianti biogas agro-zootecnici (CRPA 05/2011) CRPA ha identificato 521 impianti, di cui 130 sono in costruzione. Circa il 58% opera in co-digestione di effluenti zootecnici con colture energetiche (mais, sorgo ) e residui dell agroindustria; Quasi tutti gli impianti sono localizzati nelle regioni del nord Italia

Circa il 58% opera in co-digestione di effluenti zootecnici con colture

5 Censimento impianti biogas agro-zootecnici (CRPA 05/2011) 521 impianti (130 in costruzione) Circa 350 MWe installati Lombardia: 210 impianti MWe (49 in costruzione)

6 Censimento impianti biogas agro-zootecnici (CRPA 05/2011) Trend numero impianti (2011: 521 impianti) Trend potenza installata: (2011: 350 MWe)

7 Censimento impianti biogas agro-zootecnici (CRPA 05/2011) Substrati trattati ripartizione % del numero di impianti per tipologia di alimentazione ripartizione % della potenza installata per tipologia di alimentazione

di impianti per tipologia di alimentazione

8 CRPA Censimento impianti biogas agro-zootecnici 05/2011 Numero di impianti per Potenza elettrica installata Classe di potenza elettrica installata (kwe) Impianti per classi di dimensione di potenza elettrica installata (n.) Aprile 2007 Marzo 2010 Maggio 2011 Incremento 2011/2010 < ,6% 49 17,9% 54 10,4% 10,2% ,2% 61 22,3% ,2% 72,1% ,3% ,6% ,5% 189,0% > ,1% 19 7,0% 24 4,6% 26,3% Biogas in caldaia 8 5,2% 10 3,7% 11 2,1% 10,0% Dato non disponibile 41 26,6% 34 12,5% 38 7,3% - Totale ,0% ,0% ,0% 90,8%

) Aprile 2007 Marzo 2010 Maggio 2011 Incremento 2011/2010 < 100 44 28,6% 49 17,9% 54 10,4% 10,2% 101-500 28 18,2% 61 22,3% 105 20,2% 72,1% 501 1.

9 BIOGAS Layout filiera BIOGAS Layout filiera

10 Due esempi di impianti biogas agrozootecnici Az. Pedrotti (RE) CAT (RE) 800 vacche in lattazione, CHP 330 kwe 2 digestori, 3800 m 3 volume utile totale circa t/anno di liquame e letame bovino Alimentato con insilati di mais, sorgo e triticale, liquami bovini e raspi d uva La potenza elettrica è di 1 MW Digestori: 2 primari+1 secondario (8200 m 3 ) 2 vasche stoccaggio (8800 m 3 )

11 Biogas in Italia (fonte GSE al 31/12/2010, impianti IAFR) Numero impianti (n ) Potenza elettrica (MWe) Energia incentivabile (GWhe) Esercizio Progetto Totale Esercizio Progetto Totale Esercizio Progetto Totale Biogas >700 impianti Gas da discarica Totale biogas Totale fonti rinnovabili MWe installati Il PAN si pone l obiettivo al 2020 di solo 1200 MWe installati + biometano

363 >700 impianti Gas da discarica Totale biogas Totale fonti rinnovabili 197 18 215 274 19 293 1.585 130 1.715 392 199 709 483 166 649 2.

12 DA di FORSU in Italia (dati CIC, marzo 2011): - 18 impianti operativi - circa 30 MWe installati Gestione della FORSU in Italia: elaborazione CIC su dati ISPRA FORSU 2008(t) FORSU 2009 (t) Compostaggio ,4% ,4% DA+ Compostaggio ,6% ,6% Totale % %

ISPRA FORSU 2008(t) FORSU 2009 (t) Compostaggio 1.466.057 76,4% 1.608.

13 Impianto DA ad umido di Pinerolo (TO) t FORSU/a 3,3 MWe installati Impianto di compostaggi o Impianto DA a secco di Bassano (VC) t FORSU/a 2,1 MWe installati Depuratore Flussi di Acque biog di as scaric o Impianto di DA FORSU Discar i c a

14 Potenzialità del biogas in Italia Circa 20 TWh/anno di EE (2700 MWe) o circa 6,5 Miliardi m 3 di CH 4 /anno Principali substrati Deiezioni animali : t/a Scarti agro-industriali: t/a (Scarti di macellazione(cat.3): t/a) Fanghi di depurazione: t/a Fraz.org. dei RU: t/a Residui colturali: t SS/a Colture energetiche: ha

000.000 t/a (Scarti di macellazione(cat.3): 1.000.000 t/a) Fanghi di depurazione: 3.500.

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

16 Purificazione del biogas ed immissione nella rete del gas 300 Nm 3 biometano/h

17 Biometano in Europa Il volume totale di metano immesso in rete dai 77 impianti in Europa è pari a Nm 3 /h, che corrispondono a circa 350 milioni m 3 di CH 4 /anno. La produzione media degli impianti è pari a 500 Nm 3 /h. La potenzialità di produzione dei 110 impianti di up-grading in Europa è di circa 500 milioni m 3 di CH 4 /anno (Stima CRPA considerando una media di 500 Nm 3 /h per tutti gli impianti). 60 Nm 3 /h; 0,1% (60 Nm 3 /h) 680 Nm 3 /h; 2% (170 Nm 3 /h) 8890 Nm 3 /h; 22% (1111 Nm 3 /h) 9060 Nm 3 /h; 23% (566 Nm 3 /h) Nm 3 /h; 29% (440 Nm 3 /h) 9820 Nm 3 /h; 24% (446 Nm 3 /h) Pressure Swing Adsorption Chemical Scrubbing Pressurized Water Scrubbing Membrane technology Cryogenic Technology Unknown Ripartizione del volume di biometano immesso in rete per tecnologia di purificazione; in parentesi il volume medio. Fonte:IEA e German Energy-Agency (DENA), 11/2010

La potenzialità di produzione dei 110 impianti di up-grading in Europa è di circa 500 milioni m 3 di CH 4 /anno (Stima CRPA considerando una media di 500 Nm 3 /h per tutti gli impianti).

18 Svezia: sviluppo dell uso del biometano per autotrazione 38 impianti upgrading operativi

19 Perchè produrre biometano in Italia? Fonte: MSE 2011

20 Perchè è strategico produrre biometano? Perché il biometano è stoccabile In Italia la capacità di stoccaggio di gas naturale al 31 dicembre 2010 è pari a circa 14,7 miliardi m 3 Fonte: MSE 2011

21 Veicoli a CH 4 in Europa In Europa oltre 1,2 milioni di veicoli a metano La Germania ha l obiettivo di 1,4 milioni di veicoli a metano nel 2020 Nel 2009 circa 10,5 milioni di veicoli a metano nel mondo, che usano 32 miliardi di m 3 metano (27,5 Mtep)

22 Biometano : esempio Panda Produzione Potenziale di biogas in Italia: circa 6,5 Mld m 3 metano/anno Se 1/3 del biogas venisse utilizzato per la produzione di biometano per veicoli: circa 2Mldm 3 metano / anno Sarebbe possibile alimentare Fiat Panda / anno Fiat Panda 1.4 Natural Power 3,9 kg metano/100 km Consumo nel ciclo combinato Fonte:

23 Flotta di compattatori a (bio)metano - Madrid La Città di Madrid nel 2008 ha messo in funzione il più grande impianto mondiale di biometano da biogas proveniente da discarica in grado di rifornire veicoli. riduzione annua di emissione (vs Diesel Euro 3) Flotta nel 2006: 445 CNG compattatori consumo complessivo di metano: Nm3 NOx CO + HC + PM CO kg kg kg Fonte: 23

24 Alcune tappe recenti... - Consorzio Italiano Biogas (CIB): nasce nel 2009 con la finalità di promuovere il biogas in Italia. E' un consorzio di produttori di biogas, realizzatori di impianti, Istituzioni e Centri ricerca; - Luglio 2011: il CIB scrive un documento di settore intitolato Il biogas fatto bene, per indicare le nuove strategie di incentivazione e promozione del settore. Il biometano è indicato come uno sviluppo naturale del settore biogas.

25 Alcune tappe istituzionali... - D.lgs 28/2011 ha definito la possibilità/necessità di produrre biometano e indicato il percorso per definire l'incentivo; - AEEG (Autorità per L'Energia Elettrica e il GAS) ha emanato una deliberazione che fissa entro il 30/11/2011 la data per la definizione delle norme tecniche per l'immissione in rete del biometano.

26 Analisi economica up-grading Caso di riferimento Impianto biogas con produzione di energia elettrica: 460 m 3 /h di biogas, convertiti in energia elettrica in un cogeneratore da 1000 kwe Caso studio Impianto biogas con up-grading a biometano (tecnologia a lavaggio con soluzione amminica): 500 m 3 /h di biogas purificati a biometano immesso in rete

27 Parametri tecnici di dimensionamento e produzione Parametro Unità misura Cogenerazione Biometano Potenzialità produttiva biogas Nm 3 h Biomassa utilizzata - insilato di mais t g effluenti zootecnici t g Potenza elettrica installata kw Ore di funzionamento h anno Energia elettrica prodotta MWh anno Autoconsumi digestori e/o upgrading MWh anno Autoconsumi ausiliari CHP MWh anno Biometano prodotto Nm 3 anno

28 Investimenti ( ( x 1000) dei due casi di studio

29 Costi di esercizio ( ( x 1000) dei due casi di studio

30 Quale incentivo per il biometano? 15 impianto da ~ 500 m 3 biogas /h o 1000 kw e 13 Break even point (anni) Con valorizzazione in EE a 28 c /kwhe Con valorizzazione in biometano 1 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 Valore metano prodotto ( /Nm 3 di CH 4 ) Valorizzazione in biometano Valorizzazione in EE

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

32 Grazie per l'attenzione Sergio Piccinini Sergio Piccinini

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