L attuale peso della filiera del biogas sul territorio regionale e in Italia

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1 Sviluppo ed evoluzione della filiera del biogas/biometano La valorizzazione energetica di sottoprodotti agroindustriali CESENA, 1 Aprile 2011 L attuale peso della filiera del biogas sul territorio regionale e in Italia Sergio Piccinini Centro Ricerche Produzioni Animali - Reggio Emilia

2 SEBE : Sustenible and Innovative European Biogas Environment (Ambiente Sostenibile e Innovativo per il Biogas in Europa) Parte del Programma europeo CENTRAL EUROPE ( finanziato dall Unione Europea CENTRAL EUROPE: migliorare l innovazione, la fruibilità e la gestione ambientale per accrescere la competitività e l attrattiva dei Paesi che ne fanno parte

3 I Paesi del Central Europe Austria Germania Ungheria Polonia Repubblica Ceca Italia Romania Slovacchia Slovenia

4 SEBE: OBIETTIVO aumentare la quota di energia rinnovabile prodotta a partire dal biogas sviluppare il settore del biogas con l intento di rendere i Paesi coinvolti meno dipendenti dalle importazioni estere per quanto riguarda l approvvigionamento energetico, riducendo nel contempo l emissione di gas a effetto serra

5 I partner di SEBE Il progetto vede coinvolti CRPA di Reggio Emilia e Environment Park di Torino insieme ad altri 12 partner provenienti dal settore pubblico e privato di Austria, Slovenia, Polonia, Slovacchia, Germania, Repubblica Ceca, Romania e Ungheria

6 SEBE: le azioni del CRPA Oltre a predisporre report sulla situazione economica, energetica, tecnologica e legale dell Italia nel settore delle energie rinnovabili, ha individuato in Emilia Romagna 4 impianti di biogas per monitorare i parametri relativi a: Efficienza energetica Affidabilità gestionale Convenienza economica

7 SEBE: le azioni del CRPA Giornate dimostrative negli impianti monitorati; Corsi di formazione, seminari, pubblicazioni sul biogas; Sul sito http//sebe.crpa.it : un servizio di supporto tecnico-informativo sulla produzione di biogas da biomasse agro-zootecniche.

8 La Direttiva 2009/28/CE Obiettivi non vincolanti al 2010 EUROPA Obiettivi vincolanti al (Dir. 2009/28/CE) EUROPA 2020 ITALIA Consumo energia da FER Consumo interno di energia 12 % 20 % 17 % (Dir. 2001/77/CE) Consumo e.e. da FER Consumo interno lordo di e.e. 22 % Non c è un target europeo. La definizione di target nazionali compete agli SM (Dir. 2003/30/CE) Consumo FER trasporti Consumo settore dei trasporti 5,75 % 10 % 10 % Elettricità da FER nei veicoli su strada vale 2,5 volte. Bioliquidi da rifiuti (etc.) valgono doppio al numeratore. Dir. 2009/28/CE art. 17 ( Criteri di sostenibilità per biocarburanti e bioliquidi ) : << Indipendentemente dal fatto che le materie prime siano state coltivate all interno o all esterno del territorio della Comunità, l energia prodotta da biocarburanti e da bioliquidi è presa in considerazione [ ] solo se rispetta i criteri di sostenibilità [ ] : a) per misurare il rispetto dei requisiti della presente direttiva per quanto riguarda gli obiettivi nazionali; b) per misurare il rispetto degli obblighi in materia di energie rinnovabili; c) per determinare se il consumo di biocarburanti e di bioliquidi possa beneficiare di sostegno finanziario. >>

9 BIOGAS: la diffusione in Europa Oltre 400 impianti di biogas per il trattamento delle acque reflue industriali ad alto carico organico. Oltre 500 impianti operativi nel recupero di biogas dalle discariche per rifiuti urbani. Oltre 1600 digestori operativi nella stabilizzazione dei fanghi di depurazione. Oltre 6000 impianti agro-zootecnici in particolare in Germania (oltre 5000), Austria, Italia, Danimarca, Svizzera e Svezia. Circa 180 impianti trattano frazione organica di rifiuti urbani e/o residui organici industriali.

10 Produzione di biogas in Europa nel 2009: 8346 ktep (98 TWh) da discarica RU da fanghi dep. da altro

11 Germania: il paese europeo nel quale la DA ha avuto il maggior impulso Nel 2009, oltre 4900 impianti operativi con una potenza elettrica installata superiore a 1800 MW. Più di 450 SME e addetti. Oltre l 80% degli impianti di biogas operano in codigestione (liquami zootecnici + colture energetiche + scarti organici). Nuova incentivazione del Governo tedesco (dal 2009), che ha fissato un prezzo per l energia elettrica da biogas fino a 27,67 centesimi di euro/kwh per 20 anni. Incentivato anche il biometano: obiettivo sostiture il 10% del gas naturale entro il 2030.

12 Trend impianti di biogas in Germania 1985: 50 plants 1995: 274 plants 2005: 2680 plants Electricity Feed Act RESA 1 st revision of RESA 2 nd revision * 2011* Number of plants Electrical capacity y installed [MW] * projection Fonte: Associazione BiogasTedesca (2011)

13 Il bilancio energetico italiano nel 2008 Fonte: ENEA - Rapporto Energia e Ambiente 2008 Bioenergia ~ 2,5% Idrocarburi liquidi 41% Fonti rinnovabili 9% Elettricità importata 5% Combustibili solidi 9% Gas naturale 36% Consumo interno lordo di energia: 192,1 Mtep

14 Composizione parco impianti a biomasse in Italia (2009) Oli vegetali 35% Potenza installata (1491 MWe) Biomasse solide 34% Biogas 31% Oli vegetali 11% Numero di impianti (723) Biomasse solide 16% Fonte: APER, 2009 Biogas 73%

15 Biogas in Italia EurObserv ER stima per l Italia una produzione di biogas nel 2009 di 444,3 ktep (circa 5,1 TWh) I 81% di questa produzione è dovuta al recupero di biogas dalle discariche per RU Il consumo interno lordo di energia dell Italia nel 2008 è stato di 192,1 Mtep

16 Censimento impianti biogas Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali e colture energetiche (CRPA 03/2010) CRPA ha identificato 273 impianti, di cui 74 sono in costruzione. Circa il 50% 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

17 Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali e colture energetiche Censimento impianti biogas (CRPA 03/2010) impianti (74 in costruzione) Circa 150 MWe installati Emilia-Romagna (03/2011) 51 impianti (18 in costruzione) Circa 30 MWe installati

18 (CRPA 03/2010) Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali e colture energetiche Censimento impianti biogas Colture energetiche e/o sottoprodotti agroindustriali 8% Dato non dis ponibile 8% Solo effluenti zootecnici 33% Effluenti zootecnici + sottoprodotti agroindustriali + colture energetiche 51% Substrati trattati

19 Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agroindustriali e colture energetiche (CRPA 03/2010) Censimento impianti biogas Dato non disponibile 12% Biogas in caldaia 4% < % > % % % Potenza elettrica installata (kw( kw)

20 BIOGAS Layout filiera

21 Due esempi di impianti biogas agrozootecnici Az. Federici (CR) 1 MWe Liquami bovini + insilati Az. Cominello (MN) 1 MWe insilati + sottoprodotti agroindustriali Digestori: 2 primari+1 secondario (7940 m 3 ) 2 vasche stoccaggio (6760 m 3 )

22 Un altro esempio Az. Cazzani (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 C

23 BIOGAS da soli effluenti zootecnici Az. Pedrotti (RE) 750 vacche in lattazione CHP 330 kwe 2 digestori 3800 m 3 volume utile totale Circa t/anno di letame e liquame bovino

24 Impianto biogas CAVIRO Faenza (RA) 5 digestori da 5000 m 3 ciascuno 2 cogeneratori da 1 MWe ciascuno

25 Impianto biogas UNIPEG Pegognaga (MN) Biomasse: sangue bovino contenuto ruminale fango flottato 2 digestori da 2400 m 3 ciascuno CHP: 525 kwe

26 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

27 I dati del PAN I dati del PAN: consumo lordo di EE da FER Fonte: GSE Potenza installata FER-EE Produzione Lorda FER-EE Ripartizion e percentual e Potenza installata FER-EE Produzione Lorda FER-EE Ripartizion e percentual e MW GWh [ktep] [%] MW GWh [ktep] [%] Idroelettrica % % Geotermica % % Solare % % Maree e moto ondoso % % Eolica % % Biomassa % % solida % % biogas % % bioliquidi % % TOTALE ,00% ,00%

28 I dati del PAN: consumo lordo di ET da FER Fonte: GSE Produzione Produzione Lorda Ripartizione percentuale Lorda Ripartizione percentuale FER-RR FER-RR [ktep] [%] [ktep] [%] Geotermica (escluse pdc) 213 7% 300 3% Solare 67 2% % Biomassa: % % solida % % biogas 16 1% 266 3% bioliquidi 4 0% 150 1% En. rinn. da pompe di calore % % TOTALE % %

29 I dati del PAN: consumo lordo di Energia da FER nei trasporti Fonte: GSE 2008 Consumi Consumi Lordi Percentuale su FER-T Lordi FER-T FER-T 2020 Percentuale su FER-T [ktep] [%] [ktep] [%] Bioetanolo/bio-ETBE 58 6,6% ,7% di cui di 2a generazione 3 0,4% 100 3,5% di cui importati - 0,0% 200 6,9% Biodiesel ,8% ,9% di cui di 2a generazione 37 4,2% 250 8,6% di cui importati - 0,0% ,6% Altre (biogas, oli veg. ecc.) - 0,0% 50 1,7% di cui di 2a generazione - 0,0% 50 1,7% Idrogeno da FER - 0,0% - 0,0% Elettricità da FER ,6% ,7% TOTALE % %

30 (Stime CRPA, 2009) Potenzialità 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

31 Scarti e sottoprodotti organici da agroindustriaprodotti in Emilia-Romagna (Stime CRPA, 2006) Si stima, senza il siero, Descrizione scarti Emilia-Romagna e sottoprodotti agro-industria (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 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.

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

33 Purificazione del biogas ed immissione nella rete del gas

34 Oltre 110 impianti di up-grading operativi e in costruzione in Europa (di cui 77 immettono il metano nella rete circa 350 milioni m 3 di CH 4 /anno). Fonte:IEA e German Energy-Agency (DENA)

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

36 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

37 Impianti interaziendali 12 all. suini 1607 t pv 16 all. bovini 2688 t pv 365 t/giorno ( t/anno) di effluenti zootecnici all impianto di biogas Circa 3,5 mil. m 3 biogas all anno (circa 2,1 mil. m 3 CH 4 ) Circa 900 kwe

38 Valore incentivo biometano 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

39 Conclusioni Negli ultimi anni sono stati costruiti diversi impianti di biogas in Italia. Il Biogas ha una forte potenzialità di crescita in Italia e il settore agricolo, zootecnico e agroindustriale possono essere la forza motrice di questa crescita: ampia disponibilità di biomasse di scarto ad alta fermentiscibilità; l integrazione con biomasse dedicate investe una percentuale minima della SAU totale; Il digestato è un ottimo fertilizzante organico.

40 Conclusioni Occorre potenziare la co-digestione anaerobica di biomasse di varia natura, di scarto e dedicate. La digestione anaerobica rimane interessante anche per il trattamento di soli effluenti zootecnici La digestione anaerobica offre interessanti prospettive per l auto-sostentamento energetico di impianti finalizzati alla riduzione del carico azotato di effluenti zootecnici prodotti in Zone Vulnerabili da nitrati

41 Conclusioni Il BIOGAS come FER ha buone prospettive di sviluppo se: si chiariscono le procedure autorizzative per la costruzione e la gestione degli impianti; si danno certezze sul fronte dell incentivazione economica delle FER si definiscono i criteri di uso agronomico del digestato; si favorisce l utilizzo del biogas, dopo purificazione a metano; si alzano gli obiettivi ora ipotizzati dal PAN.

42 Grazie per l attenzionel http//sebe.crpa.it s.piccinini@crpa.it