Biogas, Biometano e Compost : la Digestione Anaerobica nel settore dei rifiuti urbani

Transcript

1 Biogas, Biometano e Compost : la Digestione Anaerobica nel settore dei rifiuti urbani Impianto di digestione anaerobica e compostaggio rifiuti a matrice organica S. Agata Bolognese (BO) Arezzo, 14 marzo 2016

2 REALIZZAZIONE IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOMETANO L impianto di produzione di biometano verrà realizzato nell esistente impianto di compostaggio ubicato nel Comparto polifunzionale di trattamento rifiuti sito nel Comune di S. Agata Bolognese in via Romita 1, e gestito da HERAmbiente S.p.A. All interno del Comparto sono ad oggi presenti le seguenti linee di trattamento e gestione rifiuti: linea di selezione e compostaggio di rifiuti solidi urbani indifferenziati; linea di compostaggio di frazioni organiche da raccolta differenziata; discarica per rifiuti non pericolosi produzione di energia elettrica mediante recupero del biogas prodotto dalla discarica. Il nuovo impianto, che ha l obiettivo di dare risposta all incremento di RD del territorio, è finalizzato a: Recupero di materia: produzione di compost Recupero di energia: produzione di biometano 2

3 INTERVENTI Il progetto verrà realizzato attraverso il revamping dell impianto di compostaggio esistente e prevede : La conversione dell attuale impianto di compostaggio in un impianto basato su una tecnologia SEMI-DRY continuo che consente un processo di tipo integrato anaerobico-aerobico. La realizzazione di un sistema di upgrading per la putificazione e raffinazione del biogas in biometano. La realizzazione di una stazione di compressione gas. 3

4 IMPIANTO ESISTENTE 4

5 REALIZZAZIONE IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOMETANO-NUOVO LAYOUT PRINCIPALI INTERVENTI Realizzazione nuova sezione pretrattamento dei rifiuti in ingresso (3) Realizzazione della sezione di digestione anaerobica e dei relativi sistemi dedicati di caricamento del rifiuto (6) [tecnologia semidry continua] Ampliamento della sezione di stabilizzazione aerobica ( compostaggio (11, 10) Ottimizzazione impianto di aspirazione e trattamento arie esauste con inserimento scrubber (19) Realizzazione nuovo parco serbatoio percolato in sostituzione della vasca interrata esistente (23) Realizzazione della sezione di upgrading per la produzione di biometano (17) Realizzazione stazione di caricamento autocisterne e/o immissione in rete biometano (16) 16 5

6 Descrizione di Processo RICEZIONE E STOCCAGGIO Ricezione FORSU: A/A1 Stoccaggio FORSU: ST1 Ricezione e stoccaggio scarti ligneo-cellulosici ST2A ST2B PRETRATTAMENTO (D), FORSU caricata nell apri-sacchi costituita da vaglio (2) e trituratore (3). Sovvallo inviato a baia di stoccaggio (DT1). Sottovaglio immesso tramite nastro nei digestori (E). La digestione anaerobica avviene all interno di reattori a tenuta stagna ed è basata su un processo di degradazione semi-dry di tipo continuo. La fase di fermentazione avrà una durata di circa 25/30 giorni. MISCELAZIONE (F) Il digestato viene strutturato con un mix di verde triturato, biostabilizzato e sovvallo della sezione di raffinazione e stoccato in ST4 STABILIZZAZIONE AEROBICA Il miscelato è avviato alla fase di stabilizzazione aerobica, tramite nastro (N1) per la sezione G1, tramite pala per G2 - G3. Il materiale rimane in questa fase per circa 28 giorni. RAFFINAZIONE Nella stazione di raffinazione (H) avvengono le operazioni di vagliatura primaria (5) e secondaria (6). Il sovvallo della vagliatura primaria è depositato in DT3. Il sovvallo della vagliatura secondaria, il biostabilizzato è stoccato in ST5. Il compost è stoccato in ST6. Modena, Direzione Ingegneria 6

7 RIFIUTI IN INGRESSO QUANTITATIVI E TIPOLOGIE Il nuovo impianto opererà sulla frazione organica proveniente da raccolta differenziata del rifiuto urbano per un quantitativo massimo pari a t/anno FORSU (t/anno) R3 Lignocellulosici (strutturante per compostaggio) (t/anno) R13 Ai fini della possibilità di produrre Biometano conforme ai requisiti previsti dalla norma, i soli rifiuti ammessi in ingresso alla sezione di impianto per il trattamento di digestione anaerobica sono: Rifiuti biodegradabili da cucine e mense Oli e grassi commestibili(*) Legno diverso di quello di cui alla voce L impianto prevede la possibilità di conferimento diretto al sistema di biossidazione accelerata (aerobica) per l intera operazione di compostaggio (garantendo, in tal caso, una permanenza minima di 55 gg) per gli altri CER autorizzati, anche in caso, ad esempio, di fermata straordinaria della sezione di digestione anaerobica e/o in caso di necessità del territorio. (*) Qualora tale frazione dovesse essere considerata, in accordo a quanto indicato nel DM 10 ottobre 2014, allegato 3, parte B, come materia prima che non dà origine a biocarburanti contabilizzabili come avanzati, tale rifiuto non sarà ammesso al trattamento di digestione anaerobica. 7

8 BILANCIO DI MASSA 8

9 Tecnologia Digestione Anaerobica DIGESTIONE ANAEROBICA CRITERI PER SCEGLIERE LE TIPOLOGIE IMPIANTISTICHE Alimentazione del substrato Temperatura Umidità della miscela in digestione Carica singola (Batch) Alimentazione continua Psicrofilo (10-15 C) Mesofilo (35-40 C) Termofilo (50-55 C) QUALE TECNOLOGIA SCEGLIERE? Wet, con tenori superiori al 90-95% in peso (e, quindi, percentuali di secco inferiori al 5-10%); Semi-dry, con valori compresi tra l 80% ed il 90% in peso; Dry, con percentuali minori dell 80% in peso 9 Herambiente Confidential Internal Use Only

10 SISTEMA DI DIGESTIONE ANAERBI CA( Semy Dry Tecnology- Kompogas ) Il sistema di digestione anaerobica è basato su tecnologia KOMPOGAS : 1. "semi-dry" con caricamento continuo e flusso a pistone; 2. Processo Termofilo (t media = 55 C). 3. Stoccaggio polmone per 48 h. 4. Carroponte di carico 5. N.4 Moduli digestione anaerobica KOMPOGAS PF Sezione di miscelqazione 7. Minimizzazione volumi di digestione 8. Minimizzazione impatto odorigeno 9. Affidabilità 10

11 PRETRATTAMENTO E UPGRADING Il processo di conversione del biogas in biometano è composto da una catena di trattamenti di purificazione, volti a innalzare la concentrazione di metano fino a valori compresi tra il 95% e il 98%: Pretrattamento: il biogas viene inviato ad una sezione (scrubber) di desolforazione per la rimozione del solfuro di idrogeno H 2 S, gas pericoloso e corrosivo. Compressione e condensazione: prima dell ingresso alla sezione di upgrading, il biogas viene portato ad una pressione compresa tra 4 e 6 bar con un compressore rotativo bistadio e successivamente raffreddato. Sono inoltre presenti separatori e scaricatori per la rimozione delle condense prodotte durante il processo. Upgrading: in questa fase il metano (55-65%) contenuto nel biogas viene separato dalla CO 2 (35-45%) e da eventuali altri gas presenti in tracce. La CO 2 viene fisicamente disciolta in acqua all interno di una colonna di assorbimento. Essiccamento e filtrazione finale: il biometano in uscita dalla colonna di assorbimento viene inviato alla stazione di essiccamento finalizzata alla rimozione dell acqua fino ad una concentrazione pari a circa 30 mg/nm3. L impianto è costituito da due colonne che lavorano in maniera alternata. 11

12 Tecnologia Up-Grading Biometano 12 Herambiente Confidential Internal Use Only

13 Tecnologia Up-Grading Biometano - PSA 13 Herambiente Confidential Internal Use Only

14 Tecnologia Up-Grading Biometano - PSA 14 Herambiente Confidential Internal Use Only

15 Tecnologia Up-Grading Biometano Water Scrubber 15 Herambiente Confidential Internal Use Only

16 Tecnologia Up-Grading Biometano - Membrane 16 Herambiente Confidential Internal Use Only

17 Tecnologia Up-Grading Biometano Membrane CO 2 Recovery 17 Herambiente Confidential Internal Use Only

18 Tecnologia Up-Grading Biometano 18 Herambiente Confidential Internal Use Only

19 Tecnologia Up-Grading Biometano 19 Herambiente Confidential Internal Use Only

20 Tecnologia Up-Grading Biometano 20 Herambiente Confidential Internal Use Only

21 PRETRATTAMENTO E UPGRADING PORTATA Nm 3 /anno COMPOSIZIONE CH 4 95% PORTATA Nm3/anno COMPOSIZIONE CH 4 55%-65% CO 2 35%-45% H 2 S 0,02-0,2% PORTATA Nm 3 /anno COMPOSIZIONE CO 2 20 % O 2 62 % N 2 16 % H 2 O 2,3 % CH 4 0,2 % 21

22 STAZIONE DI COMPRESSIONE DEL BIOMETANO La sezione di compressione costituita da due linee di compressione (ogni linea composta da un compressore alternativo a due stadi) operanti in parallelo, una di riserva all altra, per garantire affidabilità nell esportazione del biometano. A fianco al locale compressori troveranno spazio i locali dedicati alle apparecchiature di misura e analisi della qualità del gas e una sala elettrica. Il sistema di misura ed analisi del biometano, qualora dovesse rilevare un parametro fuori specifica, invia un segnale alla valvola a tre vie per chiudere la via al sistema di compressione, isolandolo e mandandolo in blocco, e apre la via alla torcia o, se disponibili, ai motori esistenti. Il biometano, proveniente dal sistema di upgrading, è convogliato alle due linee di compressione attraverso una tubazione interrata lunga circa 500 m, anche in ingresso alla stazione di compressione, è installata un analoga valvola a tre vie attuata, che si occuperà di mandare in torcia il volume di gas rimasto nella tubazione Adiacente ai locali in cui sono ubicati i sistemi precedenti si troverà l area adibita alle piazzole di carico dei carri cisterna, che avrà un estensione adeguata a consentire le manovre dei carri in sicurezza. 22

23 SINERGIE DI SITO BILANCIO ENERGETICO 23

24 BILANCIO FINALE IN-OUT IN OUT Rifiuti in ingresso t/a IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOMETANO TRAMITE: DIGESTIONE ANAEROBICA E COMPOSTAGGIO UPGRADING Perdite di processo t/a Acque di percolazione t/a Sovvallo da pretrattamento t/a Biostabilizzato t/a Compost di qualità t/a Biometano Nm3/a 24

25 POSSIBILITÀ A BREVE MEDIO E LUNGO TERMINE Possibilità a breve/medio termine: Immissione in rete di trasporto SNAM A breve, dal punto di vista autorizzativo, sarà possibile richiedere una connessione a SNAM (deve essere approvata la proposta di codice di rete da parte AEEGSI) Il codice di rete SNAM ha già identificato i valori target di qualità (unica criticità: la necessità di garantire l assenza di componenti pericolosi: quali sono?) Presente il problema odorizzabilità, ma superabile con test specifici Sicurezza della tariffa feed-in Utilizzo in AUTOTRAZIONE mediante carri bombolai Possibile da subito dal punto di vista autorizzativo Necessità di stipulare contratti bilaterali con soggetti obbligati Non ancora note le caratteristiche di qualità per l autotrazione Non completa chiarezza dei meccanismi e livelli di incentivazione Possibilità a medio/lungo termine: Immissione in rete di distribuzione Possibile mediante accordo bilaterale con il distributore che superi le lacune della regolazione tecnica Necessità di opere per allargare il bacino di distribuzione e assicurare lo smaltimento della produzione Rischio dell uscita di norme tecniche future maggiormente restrittive/differenti che costringano ad ulteriori investimenti. 25

26 PUNTI IN ATTESA DI DEFINIZIONE Specifiche di qualità biometano: Non sono definiti i limiti di qualità a cui deve riferirsi il produttore di biometano per dimensionare i propri impianti di upgrading e il distributore per garantire l accettabilità del biometano nelle proprie reti. Odorizzazione: Permangono molti dubbi sia di responsabilità che a livello tecnico. In particolare al fine dell individuazione di possibili mascheramenti e/o interferenze si rendono necessarie prove di laboratorio. Consumi ausiliari per il calcolo degli incentivi: I consumi dell impianto di produzione di biogas/biometano da digestione anaerobica di biomasse da rifiuti potrebbero non concorrere all incentivazione e quindi sottratti dall energia prodotta. 26

27 PUNTI DI ATTENZIONE Poiché vige tuttora lo standstill relativo al mandato europeo M/475 CE, l unico riferimento completo sulle caratteristiche di qualità del biometano da immettere in consumo è rappresentato da quanto proposto da SNAM Rete Gas per il proprio codice di rete. INDIVIDUAZIONE DEI PARAMETRI DI QUALITÀ DEL BIOGAS PRODOTTO Riferimento: Codice di rete di SNAM Rete Gas Proposta di aggiornamento Capitolo 11 Qualità del gas Allegato 11/A al capitolo 11, punto 8, valori qualitativi dei parametri per il biometano. INDIVIDUAZIONE DELLE MODALITÀ PER GARANTIRE L ODORIZZABILITÀ DEL GAS PRODOTTO Riferimento: Codice di rete di SNAM Rete Gas Proposta di aggiornamento Rimando alla UNI 7133 ODORIZZAZIONE DI GAS PER USO DOMESTICO E SIMILARE 27

28 PROGETTO HERAMBIENTE L attività di HERAmbiente è finalizzata a: Produrre un biometano che sia conforme a quanto previsto al capitolo 11 del codice di rete di SNAM Rete Gas (qualità del gas) e abbia lo stesso comportamento dal gas naturale rispetto al dosaggio dell odorizzante conformemente alla UNI Consegnare la produzione di biometano agli utilizzatori finali (autotrazione) utilizzando carri-cisterna senza transito del biometano nelle reti di trasporto e/o di distribuzione. Procedere nella verifica di fattibilità di allaccio alle reti di trasporto di SNAM Rete Gas. Ad oggi non è possibile per i potenziali utenti attivare una ufficiale richiesta di allaccio e relativo preventivo. Privilegiare, una volta completo il quadro normativo, quale sistema di trasporto del biometano prodotto, quello mediante rete. Il progetto descritto è infatti è predisposto (in termini di sistemi di compressione, misura e controllo) per poter essere agevolmente allacciato alle reti di trasporto. 28

29 Grazie per la partecipazione. Emanuel Zamagni Direzione Centrale Relazione Esterne Via Berti Pichat