Nuove filiere energetiche in Emilia-Romagna

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1 Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. CONVEGNO Nuove filiere energetiche in Emilia-Romagna Competenze Competenze regionali regionali e sistema sistema degli degli incentivi incentivi Il biometano in Europa e i possibili incentivi in Italia Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni Animali Reggio Emilia BOLOGNA 29 marzo 2011 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.

2 Il contesto Le emissioni dei GHG, dal 1990 al 2008 sono diminuite dell' 11,3%, fa eccezione il settore dei trasporti che ha visto un aumento del 24%, con i trasporti su gomma responsabili per il 94%. Fonte: European Environment Agency Report, N 7/2010

3 Il contesto Il futuro mercato europeo del gas (miliardi m3/anno)

4 Il contesto Attualmente il gas naturale di produzione nazionale, pari a 7,9 NGm 3 nel 2009, copre circa il 10% dei consumi nazionali (76,3 NGm 3 nel 2009). Produzione di gas naturale in Italia negli ultimi 15 anni (Fonte: M.S.E., 2009)

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

6 Purificazione del biogas ed immissione nella rete del gas

7 Oltre 110 impianti di upgrading operativi e in costruzione in Europa (di cui 77 immettono il metano nella rete pubblica). Fonte:IEA e German Energy-Agency (DENA)

8 Impianti di biogas in Europa che immettono il biometano in rete (77) Il volume totale di metano immesso in rete dei 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 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 Unknown

9 Impianti di upgrading in Germania (Fonte: Weiland 5/2010)

10 Diffusione geografica degli impianti di biometano in Germania operativi e in fase di avviamento (Fonte German Energy Agency (DEA)-11/2009)

11 Impianti di upgrading in Svezia Numero impianti 38 impianti operativi 4 fuori servizio Fonte: SGC -A. Petterson

12 Svezia: sviluppo dell uso del biogas per autotrazione

13 L impianto di Linkoping, Svezia Volume di digestione: 7400 m 3 ( 2 reattori da 3700 m 3 ciascuno) Temperatura di processo: 37 C Tempo di ritenzione (HRT): giorni Costo investimento: 14 milioni di Euro Anno 2002: Liquame zootecnico: 4700 t/anno Scarti macellazione (Cat 3) + Acque reflue macellazione: t/anno Altri scarti organici: 8400 t/anno Produzione di CH4 : circa 3,5 milioni di Nm 3 /anno

14 I veicoli a metano in Europa e in Italia Nel 2009 circa 10,5 milioni di veicoli a metano nel mondo, che usano 32 miliardi di m 3 metano (27,5 Mtep)

15 Resa annuale in biocarburante per ha (come gasolio/benzina equivalente) MWh/ha/a (Fonte: Biofuels FNR 2006) 14,3 14,3 15,1 49,8

16 RETE NAZIONALE DEI GASDOTTI

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

18 Biogas in Italia (CRPA, 03/2010) IMPIANTI (76 in costruzione) CATEGORIE IMPIANTI BIOGAS Effluenti zootecnici + scarti organici + colture energetiche Fanghi di depurazione civile - 14 FORSU - 32 Reflui agro-industriali Biogas da discarica RU (Fonte APER) 19 Circa MWe già installati Il PAN si pone l obiettivo al 2020 di solo 1200 MWe installati + biometano 12 2

19 Potenzialità biogas in Italia (Stime CRPA, 2009) 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

20 Scarti e sottoprodotti organici da agro-industria prodotti in Emilia-Romagna (Stime CRPA, 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) Consumo gas naturale E-R circa 10,7 NGm 3 nel 2009 Si stima, senza il siero, una potenzialità in metano di 330 milioni di m 3 /anno che, trasformati in energia elettrica, corrispondono a circa 1 TWh/anno pari a 135 MWe di potenza installata.

21 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

22 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

23 Investimenti ( x 1000) dei due casi di studio

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

25 Convenienza economica: impianto da ~ 500 m 3 biogas /h o 1000 kw e

26 Convenienza economica: impianto da ~ 500 m 3 biogas /h o 1000 kw e 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

27 CONCLUSIONI Poiché in Italia abbiamo: le biomasse necessarie alla produzione di biogas una rete del gas metano ben sviluppata Aziende Multiservizi che gestiscono la rete terminale LO SVILUPPO DEL BIOMETANO NON PUO NON ESSERE PERSEGUITO MEDIANTE OPPORTUNE AZIONI DI INCENTIVAZIONE! Il rendimento energetico complessivo è ALMENO IL DOPPIO RISPETTO ALLA PRODUZIONE DI SOLA EE!!!

28 Conclusioni Il 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

29 CONVEGNO Nuove filiere energetiche in Emilia-Romagna Competenze regionali e sistema degli incentivi Grazie per l attenzione [email protected] BOLOGNA 29 marzo 2011 Centro Ricerche Produzioni Animali C.R.P.A. S.p.A.