FATTIBILITA TECNICO - ECONOMICA DI UN IMPIANTO DI DIGESTIONE ANAEROBICA CON PRODUZIONE DI BIOMETANO

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Chiara Torre
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1 FATTIBILITA TECNICO - ECONOMICA DI UN IMPIANTO DI DIGESTIONE ANAEROBICA CON PRODUZIONE DI BIOMETANO Convegno nazionale Ciaccaquattro Sessione 3. Biometano: un opportunità per il sistema energetico nazionale. Ferrara, 24 maggio Silvia Silvestri Responsabile Unità Biomasse ed energie rinnovabili FONDAZIONE EDMUND MACH 1

Biometano: un opportunità per il sistema energetico nazionale.

2 SOMMARIO - Introduzione: il progetto BIOMASTER - Il Trentino sito dimostratore italiano - Presentazione del Caso studio Inquadramento Modalità di svolgimento Confronto tecnico proposte Valutazioni economiche di massima - Considerazioni conclusive 2

Inquadramento Modalità di svolgimento Confronto tecnico

3 Il Progetto BIOMASTER BIOMASTER è co-finanziato dal programma IEE E coordinato dall Italia (Istituto ISIS di ROMA) 17 partner, 5 paesi membri, 4 siti di studio: Małoposka Region (PL) Norfolk County (UK) Skåne Region (SE) Trentino (IT) 36 mesi di attività: 5/2011-4/2014 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 Studi, analisi, formazione, seminari, conferenze, divulgazione, pubblicazioni, eventi, riunioni 3

Approfondimento di aspetti legati alla produzione del biometano, alla sua distribuzione e al suo utilizzo nei veicoli Partnership

4 Obiettivi di progetto Dimostrare che il biometano è una opzione fattibile e concreta. Individuare un approccio ottimale per migliorare la filiera del biogas e biometano nelle 4 regioni partecipanti e per rimuovere le barriere esistenti. Sviluppare strategie di sistema attraverso il convolgimento di stakeholders locali e promuovere il settore a tutti i livelli. Fonte: Progetto Biogasmax - Immagine: FGM-AMOR 4

partecipanti e per rimuovere le barriere esistenti.

5 Svezia Fonte: Mårten Ahlm Biogas Syd Sweden, 2012) La Svezia punta all utilizzo del biometano per il trasporto. La Scania ha per obiettivo al 2020 di coprire il 100% del trasporto pubblico con biometano. 5

6 Standard di qualità del biometano in Europa (9) Utvärdering av svensk biogasstandard underlag för en framtida revision - Rapport SGC Mattias Svensson - Svenskt Gastekniskt Center- April 2011 (10) 6

Rapport SGC 229 - Mattias Svensson - Svenskt Gastekniskt

7 Gas naturale - definizione Allegato A DM 19/02/2007 Recepimento Direttiva (n.98/30/ce): Tab. 5 - Composti in tracce ammessi H 2 S <6,6 mg/sm3 Zolfo da mercaptani <15,5 mg/sm3 Zolfo totale <150 mg/sm3 Tab. 6 - Proprietà fisiche I W = Potere calorifico superiore 34,95-45,28 MJ/Sm3 Indice di Wobbe 47,31-52,33 MJ/Sm3 Densità relativa 0,5548-0,8 Punto di rugiada dell acqua < -5 C Punto di rugiada degli idrocarburi < 0 C T max < 50 C T min >3 C HHV SpecificGr avity 7 UNI EN ISO (condizioni di riferimento per pressione e temperatura) 7

6 - Proprietà fisiche I W = Potere calorifico superiore 34,95-45,28 MJ/Sm3 Indice di Wobbe 47,31-52,33 MJ/Sm3 Densità relativa

8 Il sito Trentino Il Trentino è il sito dimostrativo italiano del progetto BIOMASTER. Le attività comprendono: - Uno studio di fattibilità per un impianto completo Business plan per le modalità di iniezione di biometano nella rete di distribuzione sia su piccola che su larga scala Analisi differenti forme di trasporto e utilizzo del biometano prodotto: iniezione in rete e come biocarburante Valutazione degli aspetti tecnologici, economici e di sicurezza per le stazioni di rifornimento locali Costituzione di una rete locale ed inter-regionale 8

nella rete di distribuzione sia su piccola che su larga scala Analisi differenti forme di trasporto e utilizzo del biometano prodotto:

9 Studio di fattibilità 1 Fase: Indagine conoscitiva - approfondimento sulla zootecnia locale - presenza di altre biomasse idonee - qualità e stagionalità delle matrici - analisi del contesto normativo t/mese t/mese gennaio gennaio febbraio febbraio marzo marzo aprile aprile Reflui + FORSU + siero Reflui + FORSU + siero maggio maggio giugno giugno luglio luglio agosto agosto settembre settembre ottobre ottobre novembre novembre dicembre dicembre 2 Fase: Indagine di mercato sulle tecnologie raccolta proposte aziende biogas (EU) raccolta proposte aziende purificazione (EU) dimensionamento di massima logistica delle biomasse 3 Fase: Valutazioni tecniche ed economiche valutazioni agronomiche produzione e utilizzo del biometano aspetti tecnici ed economici struttura gestionale impianto 9

FORSU + siero maggio maggio giugno giugno luglio luglio agosto agosto settembre settembre ottobre ottobre novembre novembre dicembre dicembre 2 Fase: Indagine di mercato sulle tecnologie raccolta

Fase conoscitiva Indagine diretta in 30 aziende: - numero di capi - problemi di stoccaggio e di spandimento - qualità e stagionalità - probabile interesse all'iniziativa - superfici disponibili,

10 Fase conoscitiva Indagine diretta in 30 aziende: - numero di capi - problemi di stoccaggio e di spandimento - qualità e stagionalità - probabile interesse all'iniziativa - superfici disponibili, aspetti agronomici Altre biomasse Reflui + FORSU + siero Reflui + FORSU + siero FORSU t/a Reflui t/a (80% tot.) 1400 Siero t/a t/mese t/mese gennaio gennaio febbraio febbraio marzo marzo aprile aprile maggio maggio giugno giugno luglio luglio agosto agosto settembre settembre ottobre ottobre novembre novembre dicembre dicembre 10

11 Caratterizzazione biomasse 11

12 Indagine di mercato sulle tecnologie Sono state contattate 6 ditte (nazionali ed internazionali) costruttrici di impianti di digestione anaerobica ed altrettante per la realizzazione degli impianti di purificazione, con analisi a livello nazionale ed europeo Sono state raccolte ed elaborate le proposte tecnico-economiche formulate in base ai dati di input forniti e secondo le specifiche richieste Sono state considerate quattro ipotesi: 1. Trattamento dei soli reflui 2. Trattamento di reflui + FORSU 3. Trattamento di reflui + cofermentanti 4. Trattamento di reflui + coferm. + FORSU 12

proposte tecnico-economiche formulate in base ai dati di input forniti e secondo le specifiche richieste Sono state considerate quattro ipotesi: 1.

13 Impianto a biogas: confronto proposte Elementi comuni Tecnologia proposta: a umido Range di temperatura: mesofilo (37-40 C) Numero reattori variabile 1-2 Stoccaggio effluente: necessarie 2 vasche, 6 mesi autonomia Nessuna differenza significativa di costo tra le proposte (2.5-3 mil ) Criticità legate alla gestione dell effluente liquido Differenze rilievo rapporto ottimale letami/liquami pretrattamento delle matrici in ingresso (paglia) pretrattamento FORSU: pastorizzazione (circa ) Nota: Il trattamento di soli reflui giustifica un pretrattamento in testa per rendere più digeribile la frazione lignocellulosica. 13

5-3 mil ) Criticità legate alla gestione dell effluente liquido Differenze rilievo rapporto ottimale letami/liquami pretrattamento delle matrici in ingresso

14 Impianto di purificazione PARAMETRO PWS CA PSA MS CL Grande scala Piccola scala Qualità Gas Quantità Gas V. Bassa Bassa Investimento Medio Medio + Alto Basso Alto Medio Basso Manutenzione + + Bassa Bassa Gestione Complessa Complessa Facile Complessa Facile Compatezza No SI No SI Eff. Metano Bassa Bassa Emissioni Basse Basse Medie Medie Basse Basse Medie Flusso rifiuti Continuo Continuo + Batch Batch Continuo Continuo Batch La tecnologia a membrane sembra attualmente la più idonea per la taglia di impianto considerata: input 100 Nm 3 /h biogas 14

Complessa Facile Compatezza No SI No SI Eff.

15 Confronto proposte Parametro 1. Reflui 2. Reflui+FORSU 3. Reflui+cof 4. Reflui+cof+ FORSU Quantità trattate t/a Produzione biogas [Nm 3 /d] Resa media in metano [%] 53 59,1 54,5 54 Produzione biometano [Nm 3 /d] Produzione biometano [kg/d] purificazione a membrane compressione stazione di rifornimento 15

2565 3608 4104 Resa media in metano [%] 53 59,1 54,5 54 Produzione biometano [Nm 3 /d] 1060 1516

16 Possibili usi del biometano 1. Trasporto pubblico per circolazione in aree definite 2. Vendita diretta al privato cittadino (distributore multi fuel) 3. Eventuale produzione di energia termica o elettrica (teleriscaldam.) in base alla miglior tecnologia possibile (efficienza ed economicità). Emissione di di CO CO 2 evitata: 2 circa circa t/a t/a (*) il consumo si riferisce a 8 ore a 65 Kw al 50% 16

Eventuale produzione di energia termica o elettrica (teleriscaldam.

Considerazioni economiche - 40% di co-finanziamento dell impianto di DA, tasso 3% a 30 anni - 100% finanziamento upgrading - Quota associativa ANNUA pari a circa 70 /UBA - Prezzo vendita

17 Considerazioni economiche - 40% di co-finanziamento dell impianto di DA, tasso 3% a 30 anni - 100% finanziamento upgrading - Quota associativa ANNUA pari a circa 70 /UBA - Prezzo vendita alla pompa 0,871 /kg - Valore di incentivo statale pari a 0,67 /kg (da stima CRPA) NB: In assenza di incentivi il tempo di ritorno dell investimento è molto lungo anche nel caso più favorevole 17

alla pompa 0,871 /kg - Valore di incentivo statale pari a 0,67 /kg (da stima CRPA) NB: In

18 CONCLUSIONI 1. Lo studio di fattibilità, rappresenta un momento di confronto tra i partner ma soprattutto con il territorio di riferimento sul tema del biogas e biometano. 2. Le valutazioni tecniche e le competenze dei partner vogliono essere di utilità e di stimolo per il settore anche a livello nazionale. 3. Le biomasse fermentescibili trovano oggi nella digestione anaerobica il processo più idoneo per la valorizzazione energetica ed agronomica. 4. Il biometano permette di diversificare l utilizzo del biogas e di produrre un biocarburante da fonti rinnovabili locali prontamente utilizzabile. 5. In Italia l avvio della filiera è strettamente condizionato dall approvazione dei provvedimenti attuativi del D.lgs 28/2011, che definiscano standard di qualità e modalità di immissione nella rete. DIGESTORE ANAEROBICO Biogas Biometano Calore Digestato En. elettrica Cofermentant i Serbatoio accumulo Vasca raccolta liquame Separatore 18

Le biomasse fermentescibili trovano oggi nella digestione anaerobica il processo più idoneo per la valorizzazione energetica ed agronomica. 4.

19 Grazie per l attenzione! Silvia Silvestri, FEM Fondazione Edmund Mach Unità Biomasse ed energie rinnovabili Via E. Mach, San Michele all Adige (Trento) tel fax silvia.silvestri@fmach.it 19

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