PROSPETTIVE E COMPATIBILITA NELLA PRODUZIONE DI ENERGIA DA RESIDUI Asti, 5 marzo 2012 Prof. Ing GENON Giuseppe Ing PANEPINTO Deborah

Forme di conversione energetica delle biomasse Conversione delle biomasse in energia 2 differenti tipologie legate, per lo più, alla composizione molecolare e al contenuto d acqua: PROCESSI TERMOCHIMICI Rapporto C/N superiore a 30, umidità inferiore al 30 % Tutte le biomasse vegetali (legna e derivati, paglia, ) PROCESSI BIOCHIMICI Rapporto C/N inferiore a 30, umidità superiore al 30 % Culture acquatiche, alcuni sottoprodotti agricoli, reflui zootecnici, urbani, industriali

Processi termochimici PROCESSI TERMOCHIMICI COMBUSTIONE produzione di energia termica produzione combinata di energia termica ed elettrica CALDAIA GASSIFICAZIONE / PIROLISI produzione di energia termica produzione combinata di energia termica ed elettrica CALDAIA, MOTORE, TURBINA A GAS Rendimenti maggiori

Processi biochimici La Digestione Anaerobica è un processo biologico per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas (energia rinnovabile) costituito principalmente da metano e anidride carbonica la percentuale di metano nel biogas varia a secondo del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all 80% circa.

Processi biochimici Trasformazione del biogas in energia: combustione diretta in termica ; caldaia, con produzione di sola energia combustione in motori azionanti gruppi elettrogeni per la produzione di energia elettrica; combustione in cogeneratori per la produzione combinata di energia elettrica e di energia termica; uso per autotrazione come metano al 95%; produzione di biometano da immettere in rete.

Processi termochimici - potenziale Sintesi del potenziale di biomasse oggi utilizzabili e quantità di energia teoricamente producibili. Non si considera di utilizzare il gas biologico per la trazione. Nelle colture dedicate si comprendono anche quelle per la produzione di biocombustibili liquidi Tipo di Energia producibile (TWh/a) Energia producibile (KWh/t) Potenziale teorico biomassa EE ET COG EE ET COG Residuale agricola 13 Mt/a di s.s. 15 43 50 1153,85 3307,69 3846,15 Forestale 6 Mt/a di s.s. 7 21 24 1166,67 3500,00 4000,00 Residui ind (RU) secchi 8 Mt/a di s.s. 10 32 37 1250,00 4000,00 4625,00 RU per fermentaz. 1,3 Mtep/a 4,5 11 12 3461,54 8461,54 11538,46 anaerobica Dedicata 20 Mt/a di s.s. 23 78 89 1150,00 3900,00 4450,00 Biomassa da RSU 7 Mt/a di t.q. 4 11 13 571,43 1571,43 1857,14

Processi biochimici - potenziale EE [KWh/t] ET [KWh/t] 500-1250 380-950 875-1000 665-760 1000-2000 760-1520 1375-2500 1045-1900 625-875 475-665 1000-1500 760-1140 1375-1875 1045-1425

Processi termochimici stato dell arte in Piemonte Impianti a biomassa per usi termici ed elettrici in Piemonte Relazione programmatica sull energia Regione Piemonte 2009

Processi termochimici stato dell arte in Piemonte Biomasse per usi energetici in Piemonte: distribuzione territoriale Relazione programmatica sull energia Regione Piemonte 2009

Processi biochimici stato dell arte in Piemonte Biomasse per produzione di biogas in Piemonte: tipologie a caratteristiche Relazione programmatica sull energia Regione Piemonte 2009

Processi biochimici stato dell arte in Piemonte Biomasse per produzione di biogas in Piemonte: distribuzione territoriale Relazione programmatica sull energia Regione Piemonte 2009

Energia da biomasse stato dell arte in Piemonte Tavola sinottica biomasse per usi energetici in Piemonte scenario 2020 Relazione programmatica sull energia Regione Piemonte 2009

Energia da biomasse stato dell arte provincia di Asti Superficie (ha) e produzione (q) di colza, girasole e soia in provincia di Asti Consistenza allevamenti Produzione complessiva biomasse vegetali d interesse per la produzione di biogas Piano Energetico Provinciale Asti, 2011

Energia da biomasse ipotesi per la provincia di Asti Produzione e sviluppo degli impianti industriali alimentati da fonti rinnovabili Piano Energetico Provinciale Asti, 2011

Energia da biomasse ipotesi per la provincia di Asti Contributo delle varie fonti alla produzione FER 2020 Piano Energetico Provinciale Asti, 2011

Processi termochimici: procedura di verifica VERIFICA DELLA COMPATIBILITA AMBIENTALE Azione preliminare Best Available Technologies Azioni successive BILANCIO AMBIENTALE MODELLI DI DISPERSIONE ESTERNALITA

BAT Best Available Technologies BAT - Migliori tecnologie ad oggi disponibili, definite in un documento ufficiale dell IPPC Bureau

Bilancio ambientale Energia elettrica immessa in rete sostituisce una quota della produzione elettrica centralizzata sostituisce i relativi impatti Erogazione calore in teleriscaldamento consente di sostituire il funzionamento delle centrali termiche delle utenze sostituisce i relativi impatti BILANCIO AMBIENTALE = Emissioni introdotte emissioni evitate IMPIANTO Il risultato del bilancio ambientale non è vero indice della qualità dell aria modelli di dispersione e ricaduta degli inquinanti

Bilancio ambientale 60 50 40 t/y 30 20 10 0 Dust NOx (SNCR) NOx (SCR) SOx CO VOC Biomass plant (+) Methane boilers (-) Wood boilers (-) Environmental balance 60 50 40 t/y 30 20 10 0 Dust NOx (SNCR) NOx (SCR) SOx CO VOC Biomass plant (+) Methane boilers (-) Wood boilers (-) Environmental balance

Modelli di dispersione e ricaduta degli inquinanti Parametri in ingresso Flusso inquinanti, altezza del camino, condizioni meteorologiche, condizioni morfologiche, Risultato EFFETTIVA MODIFICAZIONE DELLA QUALITA DELL ARIA

Esternalità I costi derivanti da un qualunque ciclo produttivo rappresentano i costi imposti alla società così come all ambiente che non sono conteggiati dai produttori e dai consumatori di beni, ovvero che non sono inclusi nel prezzo di mercato

Processi biochimici: procedura di verifica VERIFICA DELLA COMPATIBILITA AMBIENTALE LCA Life Cycle Assessment LCA - Life Cycle Assessment (in italiano "analisi del ciclo di vita") è una metodologia di analisi che valuta un insieme di interazioni che un prodotto o un servizio ha con l'ambiente, considerando il suo intero ciclo di vita BILANCI Intesi come bilancio di massa, bilancio di energia e bilancio ambientale

Procedura di verifica: LCA Esempio CONFINI

Procedura di verifica: LCA Esempio RISULTATI

Procedura di verifica: bilanci Schema di riferimento per la definizione del bilancio energetico

Procedura di verifica: bilanci Fasi del processo di gestione della biomassa in un impianto a biogas e indicazione sulla relativa tipologia di emissioni climalteranti

Conclusioni presenza di consolidate tecnologie per la produzione di energia da biomasse e residui; connessione con attività agronomiche e forestali; inserimento dell energia termica ed elettrica nella pianificazione territoriale; necessità di verifica della compatibilità: CO2, effetti climatici; qualità locale dell aria; formazione di inquinanti secondari; gestione dei residui

PROSPETTIVE E COMPATIBILITA NELLA PRODUZIONE DI ENERGIA DA RESIDUI giuseppe.genon@polito.it deborah.panepinto@polito.it