V.i.v.e. Vino ed Innovazioni Vitivinicole Ecosostenibili

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1 V.i.v.e. Vino ed Innovazioni Vitivinicole Ecosostenibili Cantina Sociale La Guardiense 17 aprile 2015

2 Produzione di bioenergia per le aziende del settore vitivinicolo Vito Pignatelli ENEA, Unità Tecnica Fonti Rinnovabili Presidente 17/04/2015

3 Consumo interno lordo di energia per fonte in Italia: confronto Fonti rinnovabili 6,83% Elettricità importata 5,46% Combustibili solidi 8,60% Fonti rinnovabili 19,55% Elettricità importata 5,36% Combustibili solidi 8,19% Gas naturale 36,01% Idrocarburi liquidi 43,10% Gas naturale 33,18% Idrocarburi liquidi 33,73% Consumo interno lordo di energia primaria: 197,8 Mtep Consumo interno lordo di energia primaria: 173 Mtep Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico - Bilancio Energetico Nazionale 2013 / ENEA - Rapporto Energia e Ambiente

4 L importanza della bioenergia La bioenergia è una fonte rinnovabile continua e programmabile, che può contare su una pluralità di materie prime (biomasse residuali e/o da colture dedicate) e sulla disponibilità di tecnologie mature e affidabili: - calore da biomasse solide - elettricità da biomasse, biogas e bioliquidi - biocarburanti da colture dedicate 4

5 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili alla produzione di elettricità in Italia nel 2012 (%) 4,4 % della produzione totale Bioenergia (*) 13,54% (*) i valori si riferiscono a biomasse, rifiuti solidi urbani (50% frazione biodegradabile), biogas e bioliquidi Solare 20,45% Idroelettrica 45,41% Eolica 14,54% Geotermica 6,06% Produzione netta totale di elettricità nel 2012: 283,1 TWh (90,2 TWh da FER) Elaborazione su dati GSE, Rapporto Statistico Impianti a fonti rinnovabili,

6 Produzione di elettricità da bioenergie in Italia ( ) GWh 0 Produzione netta totale di elettricità nel 2012: 283,1 TWh 4,4 % della produzione totale Elaborazione su dati GSE, Rapporto Statistico Impianti a fonti rinnovabili,

7 Quando conviene la bioenergia? Le biomasse comportano quasi sempre costi elevati di raccolta, trasporto e stoccaggio, conseguenti alla limitata densità energetica e/o al contenuto di umidità Convenienza economica reale solo se la biomassa è già concentrata presso il sito di conversione energetica Valore aggiunto per il risparmio sui costi di smaltimento di reflui, scarti e residui di lavorazione Vinacce esauste presso la Distilleria Bonollo di Anagni (FR) 7

8 Riferimenti legislativi Il Decreto Ministeriale MSE del 6 luglio 2012 sugli incentivi alla produzione di elettricità da fonti rinnovabili definisce come "sottoprodotti utilizzabili negli impianti a biomasse e biogas ai fini dell accesso ai meccanismi incentivanti di cui al presente decreto" (Tabella 1.A): Fra i "sottoprodotti provenienti da attività agricola, di allevamento, della gestione del verde e da attività forestale": residui di campo delle aziende agricole; sottoprodotti derivati dall espianto; Fra i "sottoprodotti provenienti da attività alimentari ed agroindustriali": sottoprodotti della trasformazione dell uva (vinacce, graspi, ecc.); 8

9 Residui della filiera vitivinicola: vigna e cantina Viti Potatura + espianto Sarmenti ed espianti Raccolta Vino (74%) Uva (100%) Pigiatura con diraspatura Polpe bucce e vinaccioli Torchio Mosto Fermentazione Raspi (3%) Vinacce vergini (13%) Mosto concentrato Fecce (4%) Reflui di lavaggio In distilleria 9

10 I residui della viticoltura Sarmenti (umidità 50%) + Espianti (umidità 40%) Esiste una correlazione sperimentale lineare tra resa (t/ha) di uva e quantità di sarmenti da potatura (t/ha): Quantità sarmenti (t/ha anno) = 0,113 * Resa uva + 2 Con una frequenza di espianto pari a 25 anni si ottengono 20 t/ha di biomassa da espianto Legna da espianto (t/ha anno) = 20 t/ha * 1/25 Da 100 ha di vigneto, con una resa di 10 t/ha, si producono annualmente circa 200 t di biomassa in sostanza secca (157 t di sarmenti e 48 t di legna da espianto) 10

11 Disponibilità di biomasse residuali da espianto di portainnesti e potature di vite Stima delle quantità di biomassa potenzialmente ritraibile ad ettaro da portainnesti e sarmenti di vite (Conegliano Veneto) Terreno (piante/ha) Kg (p.f.) / vite Stima produzione per ha (t p.f.) Impianti vivaistici per la produzione di talee di portinnesti Ciottoloso ( ) Argilloso ( ) 2,15 (min. 2,0 - max. 2,3) 3,15 (min. 2,8 - max. 3,3 5,4 (min. 4,7 - max. 5,9) 9,8 (min. 7,8 - max. 12,2 Sarmenti di potatura di vigneti di Vitis vinifera Medio impasto (4.460) 1,2 (min. 0,8 - max. 1,5) 5,2 (min. 3,3 - max. 6,7) Fonte: ENEA - Progetto BIOSEGEN,

12 Distribuzione con dettaglio provinciale delle potature di vite in Italia (2010) Fonte: MiPAAF - Progetto Biomasse ENAMA, 2012 Regioni Potature vite (t/a s.s.) Piemonte Valle d Aosta 857 Lombardia Trentino - A. Adige Veneto Friuli V.G Liguria Emilia - Romagna Toscana Umbria Marche Lazio Abruzzo Molise Campania Puglia Basilicata Calabria Sicilia Sardegna Totale Italia

13 Impianto di cogenerazione a biomasse di Calenzano della Biogenera s.r.l. Ciclo termico Bruciatore a griglia mobile di potenzialità in ingresso di 5,9 MW Caldaia a recupero ad olio diatermico da 4,5 MW Economizzatore sul circuito olio per un ulteriore recupero di calore Produzione di energia elettrica Turbogeneratore ORC a ciclo Rankine con fluido organico con una potenza di circa 790 kwe 13

14 L approvvigionamento della biomassa per l impianto di Calenzano: un esempio di filiera locale L impianto di cogenerazione a biomasse di Calenzano utilizza solo biomassa di provenienza locale (in media t/anno) sotto forma di cippato: Potature di vigneti e uliveti (circa t/anno) Materiale vegetale proveniente da interventi di manutenzione di alvei fluviali (circa t/anno) Materiale vegetale proveniente da cure e diradamenti forestali (circa t/anno) Residui della prima lavorazione, esclusivamente meccanica, di legno vergine (circa t/anno) Conferimento e stoccaggio della biomassa Area stoccaggio biomassa legnosa pezzatura media e grossa Area stoccaggio cippato sotto copertura Silo di cippato con rastrelli per dosatura ed alimentazione impianto 14

15 Impianto di cogenerazione a biomasse di Reggello dell azienda F.lli Dispinseri S.n.c. Caratteristiche dell impianto Essiccatore Bunker di stoccaggio biomassa Sistema automatico di trasporto e alimentazione Gassificatore a letto fisso equicorrente Holzenergie Wegscheid GmBH della potenza termica di 230 kw Filtraggio e raffreddamento gas Cogeneratore Motore MAN 12V ad albero centrale a camme da 12 l, della potenza elettrica di 120 kw, con generatore sincrono Marelli e scambiatori di calore Funzionamento continuo per circa ore/anno Energia termica utilizzata per riscaldamento azienda ed essiccamento materiale per alimentazione impianto ed altri usi (produzione pellet, briquettes, insilati ecc.) 15

16 L approvvigionamento della biomassa per l impianto di Reggello: un esempio di filiera locale L impianto di gassificazione di Reggello utilizza circa t/anno di biomassa di provenienza locale sotto forma di cippato, con le seguenti caratteristiche: Contenuto idrico inferiore al 15% Dimensione media delle scaglie intorno ai 5 cm Assenza di polveri e scaglie sottili Principali tipologie di biomasse utilizzate: Biomassa da manutenzione e ripulitura di alvei fluviali Potature di vigneti e oliveti Biomassa da operazioni di taglio e manutenzione di boschi cedui Potature ed abbattimenti di parchi e giardini 16

17 Incidenza % delle fonti rinnovabili sui consumi finali di energia in Italia % C.I.L ,4 26, Previsione PAN ,3 20,1 17, , ,7 10,1 5 3,1 4,6 5,8 0,8 0 Elettricità Riscaldamento e raffrescamento Trasporti Elaborazione su dati GSE e Ministero dello Sviluppo Economico,

18 Le rinnovabili termiche: il contesto di riferimento I consumi termici rappresentano la quota più importante dei consumi energetici complessivi (45% del totale) Le rinnovabili termiche risultano in genere più efficienti e meno costose per il raggiungimento degli obiettivi europei, e comportano benefici significativi in termini di risparmio di combustibile per il consumatore finale e per il Paese (riduzione import di combustibili fossili) Lo sviluppo delle rinnovabili termiche negli ultimi 5 anni è avvenuto in linea con gli obiettivi del PAN (5,4 Mtep nel 2010), ma in assenza di un quadro di incentivazione stabile e dedicato, in grado di orientare il consumatore verso le tecnologie più virtuose, come pure di un meccanismo di consuntivazione statistica puntuale Il Paese è ben posizionato nel segmento industriale delle rinnovabili termiche, in particolare in quello del riscaldamento a biomasse, in cui circa il 65% della tecnologia è di produzione italiana, anche nei segmenti a più alto contenuto tecnologico 18

19 "Costi di sistema" per la produzione di una tonnellata equivalente di petrolio (tep) di energia rinnovabile Elettricità da FER Elettricità da fotovoltaico Energia termica da FER Elaborazione su dati AEEG, Delibera 182/2012/I/FER allegato A 19

20 Consumi di combustibili e carburanti nei settori residenziale e terziario nel x t Gasolio riscaldamento Metano GPL Biomasse legnose Elaborazione su dati Ministero dello Sviluppo Economico / AIEL,

21 Contributo % delle diverse fonti rinnovabili alla produzione e consumi di energia in Italia nel 2012 Bioenergia 13,2% Solare 20,2% Produzione di elettricità Idroelettrica 47,3% Eolica 13,3% Pompe di calore 35,4% Geotermica 6,0% Bioenergia 60,7% Consumi di energia termica per riscaldamento e raffrescamento Solare termico 2,1% Geotermia 1,8% Elaborazione su dati GSE,

22 Riscaldamento con potature di vigneto (Agriturismo Calronche, Treviso) Caratteristiche dell impianto di riscaldamento Caldaia a cippato a griglia mobile della potenza nominale di 180 kw Energia termica erogata: 200 MWh/anno Consumo medio di combustibile: 90 t/anno Silo interrato con un volume utile di 75 m 3 per lo stoccaggio del cippato Accumulatore termico di litri L impianto riscalda una volumetria complessiva di circa m 3 Minirete di teleriscaldamento di circa 100 m con tre sottostazioni Caratteristiche e provenienza del cippato di vite Potature di vite proveniente da 14h di vigneto aziendale e vigneti limitrofi I tralci di vite sono raccolti con una macchina trincia-raccoglitrice con una capacità operativa di circa 1ha/ora o 2 t/ora di sostanza fresca Contenuto idrico del cippato 30%, potere calorifico 3,4 MWh/t 22

23 Riscaldamento con potature di vigneto (Agriturismo Calronche, Treviso) 23

24 Riscaldamento con potature di vigneto (Agriturismo Calronche, Treviso) Analisi costi-benefici Consumo annuo di cippato (M30) 90 t/anno Costo di produzione del cippato (*) circa 50 /t Costo annuo per la produzione di cippato (*) Energia termica erogata 200 Mwh/anno GPL sostituito circa litri/anno Valore economico GPL sostituito (*) circa /anno CO 2 evitata 50 t/anno Investimento totale Contributo regionale Tempo di rientro dell investimento 4-5 anni (*) Valori

25 Incentivi per l acquisto e l installazione di sistemi di riscaldamento a biomasse o altre fonti rinnovabili Conto Termico (Decreto Ministero Sviluppo Economico 28 dicembre 2012) Possono accedere agli incentivi i seguenti interventi di piccole dimensioni: Sostituzione di impianti di climatizzazione esistenti con impianti di climatizzazione invernale dotati di pompe di calore, elettriche o a gas, che usano energia aerotermica, geotermica o idrotermica Sostituzione di impianti di climatizzazione invernale o di riscaldamento delle serre esistenti con impianti di climatizzazione o riscaldamento dotati di generatore di calore alimentato a biomassa Installazione di collettori solari termici, anche abbinati a sistemi di solar cooling Sostituzione di scaldacqua elettrici con scaldaqua a pompa di calore Il soggetto responsabile dell erogazione degli incentivi è il GSE ( 25

26 Incentivi per l acquisto e l installazione di sistemi di riscaldamento domestico a biomasse o altre FER Incentivi fiscali (ecobonus) Detrazione fiscale del 65% per interventi di riqualificazione energetica degli edifici, ultimati entro il 31 dicembre 2015, inclusa la sostituzione di vecchi sistemi di riscaldamento con nuovi sistemi alimentati da fonti rinnovabili Dal 1 aprile di quest anno è possibile inviare online la documentazione per richiedere la detrazione fiscale del 65% sul portale dell ENEA ( A partire dal 1 gennaio 2016, l ecobonus scenderà dal 65% al 36% Caldaie a cippato Impianti ad uso domestico per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria Potenze da 20 kw fino a 300 kw Efficienza fino al 90% 26

27 I residui in cantina Raspi + Vinacce vergini In media, dalla spremitura dell uva si ottiene all incirca vino per il 74%, vinacce vergini per il 13%, raspi per il 3% e altri scarti. Circa i 2/3 dei raspi vengono scartati, mentre il restante 33% è destinato alla distillazione Per quanto riguarda la percentuale di vinacce vergini, solo il 2% può essere immediatamente recuperato, mentre il restante 11% è destinato alla distillazione Una recente stima ITABIA, realizzata nell ambito del Progetto Biomasse ENAMA, ha rilevato in Italia una disponibilità su base annua di circa t di vinacce vergini e t di raspi di uva utilizzabili per la produzione di energia 27

28 Residui della filiera vitivinicola: distilleria Dalla cantina Scarto (2%) Raspi (3%) Distillazione Vinacce vergini (13%) Tartrati Fecce (4%) Grappa Reflui di lavaggio Vinacce esauste (4-5%) Vinellatura Borlande Digestione anaerobica Combustione (Separazione buccette / vinaccioli) Essiccazione Vinello Distillazione Alcooli Bioetanolo Farine / panelli Estrazione vinaccioli Olio di vinaccioli (grezzo o raffinato) 28

29 Impianto a biomasse dello stabilimento di Anagni (FR) della Distillerie Bonollo S.p.A. L impianto della Bonollo Energia S.p.A., della potenza netta complessiva nominale di 10 MW elettrici, è diretto: all autoproduzione ed alla cessione di energia elettrica alla cogenerazione di vapore l impianto è alimentato esclusivamente con biomassa rinnovabile di origine agricola, forestale ed agroalimetare Situazione antecedente (Anno 2009): il 70% del fabbisogno termico dello stabilimento (produzione di vapore destinato al ciclo produttivo) era ricavato da fonti fossili (gas naturale) A impianto realizzato: il fabbisogno termico dello stabilimento ricavato da fonti fossili è sceso a ZERO Bonollo Energia S.p.A. ha ceduto nell anno 2014 alla Rete MWh elettrici interamente ricavati da fonti rinnovabili 29

30 Impianto a biomasse dello stabilimento di Anagni (FR) della Distillerie Bonollo S.p.A. Produzione di energia rinnovabile e riduzione emissioni di CO 2 Energia prodotta annualmente [MWh/a] Tep (Tonnellate equivalenti di petrolio) risparmiati annualmente kg di CO 2 emessa in atmosfera evitati annualmente Elettrica Termica MWh e = 0,22 tep 2 1 kwh = 0,58 kg di CO Nm 3 di CH 4 = 0,825 tep 4 1 Nm 3 di CH 4 = 1,96 kg di CO 2 Fonte: Delibera 177/05 Autorità Energia Elettrica e Gas 30

31 Impianto a biomasse dello stabilimento di Anagni (FR) della Distillerie Bonollo S.p.A. Principali performances ambientali ottenute dalla Distilleria Bonollo di Anagni diversificazione delle fonti energetiche utilizzate per i consumi di energia elettrica, svincolandosi dalle importazioni di combustibili fossili dall estero immissione in rete di energia elettrica da fonti rinnovabili valorizzazione di biomasse di origine esclusivamente italiana (già in parte precedentemente lavorate in distilleria) contributo alla riduzione delle emissioni di CO 2 utilizzo delle BAT (Best Available Technologies) nella progettazione e realizzazione degli impianti, in particolare per l impianto fumi a più stadi in ridondanza (maniche ed elettrofiltro ad umido) unico punto di emissione con monitoraggio e registrazione in continuo cogenerazione con produzione combinata di vapore ed energia elettrica, con elevati rendimenti termodinamici ed ulterore contenimento delle emissioni climalteranti e dei consumi energetici 31

32 Possibili usi energetici dei residui e sottoprodotti della filiera vitivinicola Calore Sarmenti di vite Combustione Elettricità Vinacce Raspi Pretrattamento Fermentazione Etanolo Borlande Digestione anaerobica Biogas Biometano 32

33 Riferimenti legislativi Il DM n. 5396/2008, in attuazione dei Regolamenti (CE) n. 479/2008 e (CE) n. 555/2008, definisce le modalità di applicazione della misura relativa alla distillazione dei sottoprodotti della vinificazione Con il successivo DM 7407/2010 è stato modificato l art. 5 (Ritiro sotto controllo) del precedente, così da cambiare le regole sull utilizzo dei sottoprodotti della vinificazione alternativo alla distillazione, purché svolto sotto controllo Gli impieghi alternativi dei sottoprodotti della vinificazione, così come più generalmente quelli di tutti i sottoprodotti organici, ricadono nella normativa del Testo Unico Ambientale D.Lgs. 152/2006 (art. 183 e 184-bis), per cui le vinacce esauste costituiscono sottoprodotto se sono originate direttamente da un processo di produzione (la vinificazione e la distillazione) il cui scopo primario non sia la loro produzione, che siano riutilizzate senza subire trattamenti anomali, ma solo trattamenti di tipo meccanico-fisico, compreso il lavaggio con acqua o l essiccazione, e che, infine, siano utilizzate nel corso dello stesso o di un successivo processo di produzione o di utilizzazione da parte del produttore o di terzi senza portare a impatti complessivi negativi sull ambiente o la salute umana Fonte: Marcello Ortenzi, ITABIA - Gli impieghi alternativi dei residui di vinificazione. VQ - Vite, Vino & Qualità, giugno

34 Produzione di biogas da sottoprodotti e residui dell industria vitivinicola Impianto per la produzione di biogas presso la distilleria Cades Penedes S.A., Spagna Borlande Digestione anaerobica Biogas 34

35 Produzione di biogas da sottoprodotti e residui dell industria vitivinicola Vinacce Raspi Impianto per la produzione di biogas presso la distilleria Cades Penedes S.A., Spagna Borlande Digestione anaerobica Biogas 35

36 Rese di conversione in metano di diverse tipologie di substrato (test di biometanazione) Substrato Sostanza organica (% SV sul tal quale) Resa in CH 4 Nm 3 /t sostanza organica (SV) Resa in CH 4 Nm 3 /t tal quale % di CH 4 nel biogas Letame bovino 22, ,0 50 Paglia di riso 35, ,2 55 Grasso bovino 86, ,5 65 Vinacce d uva con raspi 26, ,7 57 Crusca di frumento tenero 84, ,0 51 Crusca di frumento duro 84, ,0 54 Insilato di mais 41, ,5 55 Barbabietole 29, ,0 52 Fonte: Danieli e Aldrovandi,

37 Test di digestione anaerobica. Impianto pilota (6 m 3 ) presso la distilleria Caviro di Faenza (RA) Caratteristiche analitiche Borlanda di vino Vinaccia esausta Fango flottato da lavorazione e lavaggio uova ph 3,54 3,7 6,14 Solidi totali - ST [g/kg] 18,22 353,35 68,58 Solidi volatili - SV [g/kg] 14,94 337,82 54,84 Azoto totale [mg/kg] Miscela 75% Borlanda/25% Fango (rapporto SV 58:42) 90% Borlanda/10% Vinaccia (rapporto SV 28:72) Cov [kg SV/m 3 *g] Resa in biogas [Nm 3 /kg SV] Percentuale CH 4 nel biogas [%] 1,7 0,71 64,9 3,1 0,28 67,6 Fonte: Co-digestione anaerobica di scarti agro-industriali in un reattore pilota industriale, CRPA, Atti Ecomondo

38 Test di digestione anaerobica. Impianto pilota (6 m 3 ) presso la distilleria Caviro di Faenza (RA) Le rese in biogas ottenute con la miscela borlanda - fango (0,71 Nm 3 / Kg SV) sono molto interessanti La resa in biogas ottenuta con la miscela borlanda - vinaccia esausta (0,28 Nm 3 / Kg SV) risulta identica a quella rilevata con la sola borlanda di vino nella fase di avvio, nonostante la quantità di solidi volatili in ingresso sia più che raddoppiata Questo può essere imputato alla scarsa digeribilità dei solidi volatili presenti nelle vinacce esauste per la presenza di lignina 38

39 Distribuzione % degli impianti di biogas del settore agro-zootecnico per tipo di alimentazione (2012) Solo effluenti zootecnici 18% Effluenti zootecnici + sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche 51% sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche 20% Effluenti zootecnici + sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche 12% Effluenti zootecnici + colture energetiche 45% Fonte: CRPA, 2013 Dati relativi al 59,6% degli impianti censiti a fine 2012 (593 su 994) 39

40 Tipologie di prodotti per l alimentazione degli impianti a biogas Per la determinazione della tariffa incentivante, è necessario individuare la tipologia di alimentazione dell impianto: Prodotti di origine biologica (Tipo A) Sottoprodotti di origine biologica di cui alla Tabella 1-A dell Allegato 1 (Tipo B) - Per gli impianti a biogas si possono utilizzare anche prodotti del Tipo A (colture) in misura non superiore al 30% in peso Rifiuti, per i quali la frazione biodegradabile è riconosciuta forfettariamente ai sensi dell Allegato 2 (Tipo C) Rifiuti non provenienti da raccolta differenziata diversi dal Tipo C e FORSU (Tipo D) Fonte: DM MSE 6 luglio incentivi per l energia elettrica da fonti rinnovabili 40

41 Principali categorie di sottoprodotti utilizzabili per gli impianti a biogas (Allegato 1-A) Sottoprodotti di origine animale non destinabili al consumo umano (scarti di macellazione e lavorazione, rifiuti di cucina, farine di carne e ossa ecc.) Sottoprodotti provenienti da attività agricole, di allevamento, della gestione del verde e forestali (letame, reflui zootecnici, paglia, residui di campo, scarti di lavorazione di prodotti agricoli e manutenzione boschi ecc.) Sottoprodotti provenienti da attività alimentari e agroindustriali (sanse, vinacce, buccette di pomodoro ecc.) Sottoprodotti provenienti da attività industriali (industria del legno, della carta ecc.) Fonte: DM MSE 6 luglio incentivi per l energia elettrica da fonti rinnovabili 41

42 Incentivi per la produzione di elettricità da biogas DM 6 luglio 2012, Allegato I, Tabella 1.1 Tipologia di biomassa Potenza Tariffa incentivante base Art.8, comma 8 CAR CAR + Recupero azoto (fertilizz.) 60 % Art.26,commi 1,2 e 3 CAR + Recupero azoto (fertilizz.) 60 % Rimozione azoto 40 % kw /MWh /MWh /MWh /MWh /MWh 1 < P < P Tipo b) 600 < P < P P > Fonte: DM MSE 6 luglio incentivi per l energia elettrica da fonti rinnovabili 42

43 Incentivi per la produzione di elettricità da biogas Tariffa incentivante base ( /MWh) per un impianto a biogas di potenza compresa fra 600 kw e 1 MW a seconda della biomassa utilizzata Prodotti agricoli Sottoprodotti Rifiuti FORSU Fonte: DM MSE 6 luglio incentivi per l energia elettrica da fonti rinnovabili 43

44 Il futuro dei biocarburanti: la sfida della sostenibilità Biocarburanti - Riduzione minima emissioni GHG All entrata in vigore della Direttiva (*) 2017 Nuovi impianti entrati in funzione dopo il 1 gennaio 2017 (**) 35% 50% 60% (*) dal 1 aprile 2013 per impianti in attività il 23 gennaio 2008 (**) dal 1 gennaio 2018 Biocarburanti e bioliquidi non devono essere prodotti su terreni ad alto livello di biodiversità. Nel calcolo delle emissioni di gas ad effetto serra (GHG) saranno considerate anche le emissioni causate dal cambiamento dell uso del suolo Fonte: Direttiva 2009/28/CE 44

45 Sviluppo previsto della produzione elettrica da biogas (incluso gas di discarica) in Italia GWh / MW Situazione al 31 dicembre 2005 Situazione al 31 dicembre 2010 Situazione al 31 dicembre Previsione al Energia prodotta (GWh) Potenza installata (MW) Elaborazione su dati del Ministero dello Sviluppo Economico - Piano di Azione Nazionale per le Energie Rinnovabili, e GSE,

46 Upgrading del biogas a biometano Raffinazione del biogas (55-65% in metano) o gas da discarica (45% in metano) per ottenere biometano ( 95% in metano, zolfo totale < 150 mg/m 3 ) Generalmente il processo avviene in due stadi successivi: Biogas Rimozione della CO 2 Rimozione tracce di altri gas e contaminanti (*) Biometano I punti critici del processo sono i consumi energetici e la presenza di componenti che possono dare origine a fenomeni di corrosione (*) silossani, vapore acqueo, idrogeno solforato, azoto, agenti patogeni 46

47 Possibili impieghi del biometano Immissione nella rete locale o nazionale di trasporto del gas metano, con utilizzazione anche a grande distanza dalla fonte di produzione, per: - Usi domestici (produzione di calore, acqua calda sanitaria ecc.) - Generazione di energia elettrica in centrali a turbogas - Alimentazione di autoveicoli a metano presso impianti di rifornimento stradali Distribuzione presso il sito di produzione per l alimentazione di automezzi a metano in modalità extra-rete Impianto di rifornimento di biometano presso la discarica di Malagrotta (Roma), 2009 Mezzi di trasporto pubblici alimentati a biometano nella città svedese di Kristianstad,

48 Principali caratteristiche di un biocarburante "ideale" Proprietà e caratteristiche chimico-fisiche il più possibile simili a quelle dei combustibili fossili sostituiti (fungibilità) Produzione da materie prime a basso costo, ampiamente disponibili e facilmente reperibili (competitività) Processi e tecnologie di produzione semplici, affidabili e scalabili, con basso impatto ambientale e consumi energetici contenuti (sostenibilità) Il biometano risponde pienamente a tutti questi requisiti 48

49 Consumi di biocarburanti nei Paesi dell Unione Europea. Anni ktep Contenuto energetico (Direttive Europee): 1 t biodiesel o olio = 0,86 tep 1 t bioetanolo = 0,64 tep 1 t di biometano = 1,20 tep Fonte: EurObserv ER - Biofuels Barometer

50 Consumi di biocarburanti nei Paesi dell Unione Europea. Anni ktep Biodiesel 78,96% Olio vegetale 0,20% Fonte: EurObserv ER - Biofuels Barometer 2014 Biometano 0,89% Bioetanolo 19,95%

51 Sviluppo del biometano e uso del gas naturale nel 2012 in alcuni Paesi membri dell IEA Bioenergy Agreement Paese Impianti di biogas (escluse discariche) Impianti di upgrading del biogas Capacità totale di produzione biometano (Nm 3 /ora) Stazioni di rifornimento metano Veicoli a gas naturale Austria Finlandia Francia Germania Italia Sud Corea Svezia Svizzera n.d Paesi Bassi Regno Unito USA n.d La Svezia è il solo Paese in cui l uso del biometano nei trasporti è maggiore di quello del gas naturale (869 contro 624 GWh/anno nel 2013 Fonte: IEA Bioenergy,

52 Produzione di etanolo via idrolisi enzimatica di materiali lignocellulosici Biomassa lignocellulosica Triturazione Pretrattamento Etanolo Idrolisi Enzimi Distillazione Separazione Etanolo, acqua Glucosio, xilosio Lignina Co-prodotti Fermentazione CO 2 Lieviti Combustione Calore, en. elettrica Elaborazione da IEA Bioenergy Implementing Agreement - From 1 to 2nd Generation Biofuels Technologies, novembre

53 Una nuova tecnologia italiana per la produzione di etanolo da biomasse lignocellulosiche Il Progetto BIOLYFE: Obiettivo finale del progetto è la produzione di etanolo di seconda generazione da colture dedicate a livello di impianto dimostrativo pre-industriale, utilizzando la tecnologia PRO.E.SA., sviluppata dalla Società Chemtex Colture in esame: Sorgo da fibra Miscanto Canna comune Panìco Distributore di E85 a Tortona (AL), 2012 Impianto dimostrativo della capacità produttiva di t/anno di etanolo Target: 0,25 g di etanolo per 1 g di biomassa (s.s.), con un costo finale del prodotto < 0,5 euro/litro 53

54 Produzione di etanolo di seconda generazione da residui e sottoprodotti vitivinicoli L ENEA coordina il Progetto di Filiera BIOSEGEN, finanziato dal MiPAAF, con l obiettivo di verificare la fattibilità di alcune filiere locali per la produzione di biocarburanti di seconda generazione a partire da specifiche colture o biomasse residuali lignocellulosiche Tra le linea di ricerca si evidenziano quelle finalizzate alla: Valutazione della disponibilità e della suscettibilità alla trasformazione in bioetanolo dei sarmenti di vite originati dalla potatura dei vigneti e dei sottoprodotti (raspi, vinacce e vinaccioli esausti) ricchi in cellulosa dell industria vinicola Valutazione della produttività e dell adattabilità alla coltivazione su terreni marginali di portainnesti di vite ad elevata produzione di biomasse e della suscettibilità di tali biomasse alla conversione in biocarburanti Sarmenti di vite Vinacce Raspi Pretrattamento Fermentazione Etanolo 54

55 Grazie per l attenzione Dr. Vito Pignatelli ENEA - Unità Tecnica Fonti Rinnovabili Coordinamento Tecnologie Biomasse e Bioenergie C.R. Casaccia Via Anguillarese, S.M. di Galeria, Roma Tel Fax vito.pignatelli@enea.it 17/04/2015