Il Biometano: sistemi e tecnologie BTS

Il Biometano: sistemi e tecnologie BTS Ing. M. Rogger, BTS Biogas TSenergyGroup 2015 1

Struttura della presentazione 1. Generale 2. Incentivazione del biometano 3. Novità sulle normative 4. Il biometano nell autotrazione 5. Tecnologie proposte da BTS 6. Il modulo UpToFuel - RePower 7. Conclusioni TSenergyGroup 2015 2

Riassunto sulla situazione attuale Normative uscite negli anni passati a favore del biometano: 2011 Decreto 3 marzo 2011, nr. 28; Promozione fonti rinnovabili; definizione incentivazione Biometano 2012 Decreto 6 luglio 2012; inc. energia elettrica da FER; Tab. 1A e Tab. 1B: elenco dei sottoprodotti e rifiuti 2013 DECRETO 5 dicembre 2013; Modalita' di incentivazione del biometano immesso nella rete del gas naturale 2014 Decreto 31 marzo 2014; possibilità di distributori self service a metano UNI/TS 11537; immissione BM in rete; Qualità da rispettare, UNI/TS 11567; filiera di produzione biometano per autotrazione; 2015 Direttiva per la connessione di imp. Di BM alla rete; Deliberazione 46/2015/R/gas Normative che devono ancora uscire: GSE entro 13/04/2015 pubblicazione delle procedure applicative per la richiesta ed il rilascio degli incentivi (autoconsumo, ) CEN 475 entro 27/04/2015 norma europea sulle specifiche tecniche per l uso del biometano per autotrazione e per immissione in rete (rif., fanghi, gas di discarica,) TSenergyGroup 2015 3

Introduzione: Novità Normative Punti chiariti dalla delibera AEEGSI 46/2015/R/gas a) Definizione di biometano introdotta dalla Delibera AEEGSI 46/2015/R/GAS da leggersi unitamente al DM 5 dicembre 2013 (art. 1, comma 1) b) La Delibera AEEGSI 46/2015/R/GAS fa riferimento al rapporto tecnico UNI/TR 11537 che di fatto conferma quelli che sono gli standard di rete (rete SNAM) in relazione alle caratteristiche energetiche e di qualità minime da soddisfare per l'immissione del BM nella rete di trasporto e distribuzione del gas naturale c) La Delibera AEEGSI 46/2015/R/GAS fa esplicito riferimento alla possibilità che il BM utilizzato nei trasporti provenga da gas naturale prelevato dalla rete di trasporto e distribuzione del gas naturale ( prelievo virtuale, linea di flusso B 1 ), con BM immesso nella rete di trasporto e distribuzione del gas naturale tramite: Altre svolte positive Il Valore dei CIC (Certificati immissione in consumo) nel 2013 era intorno ai 400-450 Punti aperti: Fino alla pubblicazione della CEN 475 non è possibile utilizzare forsu, rifiuti, fanghi di depurazione e gas di scarica TSenergyGroup 2015 4

DECRETO 5 dicembre 2013 Art. 1 Definizioni e campo di applicazione Con la pubblicazione in Gazzetta Ufficiale, entra in vigore il giorno 17/12/13, il DM Sviluppo economico 5 dicembre 2013 recante "Modalità di incentivazione del biometano immesso nella rete del gas naturale". Modalità d immissione: a) nelle reti di trasporto e di distribuzione del gas naturale; OPERAZIONE b) in impianti di distribuzione di metano per autotrazione; UTILIZZO c) in impianti di cogenerazione ad alto rendimento. UTILIZZO TSenergyGroup 2015 5

Incentivazione dell atto di immissione in rete di biometano Incentivazione dell utilizzo del biometano TSenergyGroup 2015 6 Fonte: Marco Mezzadri, AIEL

Confronto degli incentivi Impianto di riferimento: Dimensione: 500Sm³/h di biometano Alimentazione: Sottoprodotti da secondo tabella 1A e 1B del dec. 06/07/2012 Nuova costruzione Collegato alle rete del gas naturale Immissione in rete del biometano e vendita 0,68 /Sm³ Incentivo produzione biometano con cessione GSE 0,82 /Sm³ Biometano per autotrazione 0,98 /Sm³ Biometano per autotrazione con distributore 1,34 /Sm³ (Incentivo del 2012 per produzione Energia elettrica (0,28 /kwhel) 1,05 /Sm³) TSenergyGroup 2015 7

Art. 6 - Riconversione alla produzione di biometano di impianti a biogas esistenti Se il biometano è prodotto da impianti esistenti riconvertiti totalmente o parzialmente (anche a seguito di incremento della capacità produttiva) alla produzione di biometano, l incentivo riconosciuto è pari: al 40% di quello spettante all analogo nuovo impianto, per: biometano immesso nelle reti di trasporto e distribuzione del gas naturale biometano utilizzato in impianti di cogenerazione ad alto rendimento; al 70% per il biometano utilizzato nei trasporti. TSenergyGroup 2015 8

Riassunto: criteri per il successo Rifiuti, sottoprodotti e prodotti da Tab. 1A e 1B Intenzione chiara del legislatore Maggior valore aggiunto; Soluzione migliore dal punto di vista economico ed ecologico Maggior accettazione della popolazione Prodotti utilizzati da elencare esplicitamente nell autorizzazione!!! Utilizzo per autotrazione Maggior valore aggiunto Più interessante dal punto di vista economico e ecologico Per soddisfare la quota d obbligo sui biocarburanti Distributore fa parte dell impianto Divulgare l utilizzo del metano per autotrazione Trovare il mercato per il prodotto Creare la richiesta TSenergyGroup 2015 9

Sottoprodotti TAB. 1A TSenergyGroup 2015 10

Sottoprodotti TAB. 1A TSenergyGroup 2015 11

Sottoprodotti TAB. 1A TSenergyGroup 2015 12

Prodotti TAB. 1B TSenergyGroup 2015 13

Prodotti TAB. 1B TSenergyGroup 2015 14

Art. 4 - Biometano utilizzato nei trasporti previa immissione nella rete del gas naturale L incentivo è corrisposto per un periodo di 20 anni Il biometano immesso dal soggetto produttore nella rete del gas naturale ed utilizzato per i trasporti è incentivato tramite il rilascio, al soggetto che lo immette in consumo nei trasporti, di certificati di immissione in consumo di biocarburanti (Dm Mipaaf 29 aprile 2008, n. 110). [CIC: 450 ] Fonte: IEA Bioenergy; Impact of promotion mechanisms for advanced and low-iluc biofuels on markets [CIC 10 = 10 Gcal] biomasse dedicate [CIC 5 = 5 Gcal] prodotto da rifiuti, sottoprodotti e prodotti elencati nella tabella 1A e 1B al DM6/7/12 TSenergyGroup 2015 15

Art. 4 - Biometano utilizzato nei trasporti previa immissione nella rete del gas naturale In aggiunta all incentivazione di cui al punto precedente, il soggetto produttore che, senza utilizzo della rete di trasporto e distribuzione del gas naturale, immette il biometano in un nuovo impianto di distribuzione di metano per autotrazione realizzato a proprie spese e con data di primo collaudo successiva alla data di entrata in vigore del presente decreto ha diritto, per un periodo di 10 anni decorrenti dalla data di entrata in esercizio dell impianto di distribuzione, al rilascio di certificati di immissione in consumo di biocarburanti con una maggiorazione del 50%. TSenergyGroup 2015 16

Autotrazione: Calcolo Incentivo Fonte: GSE TSenergyGroup 2015 17

Il sistema di incentivazione dei biocarburanti in Italia Chi immette in consumo diesel o benzina (soggetto obbligato) è tenuto, ogni anno, ad immettere una quota di biocarburanti sostenibili per un quantitativo proporzionale ai carburanti fossili immessi in consumo Ai soggetti obbligati che immettono in consumo biocarburanti sono rilasciati Certificati di Immissione in consumo (CIC) Per assolvere l'obbligo, i soggetti obbligati possono: immettere fisicamente in consumo i biocarburanti sostenibili (muniti di certificato di sostenibilità) acquistare i Certificati di Immissione in consumo (CIC) I CIC sono emessi dal GSE una volta che siano state dichiarate le informazioni contenute nei certificati di sostenibilità in possesso, in quanto i biocarburanti devono essere sostenibili. TSenergyGroup 2015 18

Autotrazione: Quota d obbligo La quota d obbligo viene alzata ogni anno. Di conseguenza anche la domanda del numero di CIC aumenterà. È probabilmente aumenterà anche il loro valore Fonte: GSE TSenergyGroup 2015 19

Il sistema di incentivazione del biometano in Italia Certificazione del BM per Autotrazione Il biometano per autotrazione deve soddisfare certi criteri di sostenibilità. Riguardano la riduzione di emissioni di gas serra l'origine delle materie (non da terreni ad alta biodiversità, da terreni con elevato stock di carbonio, da torbiere) tutti i soggetti coinvolti nella filiera di produzione del biometano devono aderire al Sistema Nazionale di Certificazione o ad un sistema volontario approvato dalla Commissione Europea. Il produttore del biometano cede insieme con il biometano anche il certificato di sostenibilità al soggetto obbligato (= immittente di carburante fossile) Il soggetto obbligato ottiene i CIC in base al tipo ed alle quantità di biometano immesso in consumo TSenergyGroup 2015 20

Messa in commercio del biometano Fonte: GSE TSenergyGroup 2015 21

Struttura della presentazione Introduzione il posizionamento del BM sul mercato Il biometano nell autotrazione Tecnologie proposte da BTS Il modulo UpToFuel - RePower Conclusioni TSenergyGroup 2015 22

Tecnologie proposte: generale Impianto a digestione anaerobica Eliminazione NH3, H2O Precompres sione Eliminazione H2S Misurazione UPGRADING = estrazione CO 2 Eliminazione COV, Silossani, Immissione in rete Condizionamento Stazione di servizio TSenergyGroup 2015 23

Tecnologie proposte: generale 1. «Pre-Condizionamento» Biogas Deumidificazione Eliminazione NH3 Precompressione Desolforazione Eliminazione COV, Silossani 2. Separazione CH4 e CO2 (Upgrading) Tecnologia a membrane (BioMethaneM) Lavaggio ad acqua (BiomethaneW) 3. «Condizionamento» Biometano Misurazione Condizionamento (odorizzazione, pressione, ) TSenergyGroup 2015 24

Purificazione del biogas: H2S, H2O, NH3 Desolforazione: H 2 S Desolforazione primaria (fino a 200ppm) Avviene già nel fermentatore Desolforazione biologica (evtl. con ossigeno puro) Desolforazione chimica Desolforazione secondaria (fino a 0 ppm) Desolforazione esterna con carboni attivi Deumidificazione: H 2 O+NH 3 Condensazione dell acqua tramite raffreddamento Assorbimento con glicole (water scrubber) Filtrazione con membrane Altre sostanze: silossani, COV, Assorbimento con carboni attivi TSenergyGroup 2015 25

Upgrading del gas Tecnologie UPGRADING Tecnologie ad assorbimento 1. Tecnologia del lavaggio ad acqua 2. Tecnologia dell assorbimento a pressione oscillante 3. Lavaggio chimico Tecnologie a membrana Tecnologie criogeniche TSenergyGroup 2015 26

Lavaggio ad acqua: il principio Separazione tramite assorbimento fisico a pressione Nella colonna di assorbimento (alta pressione) la CO2 si dissolve nel liquido (H2O) la CO2 ha una solubilità più alta del CH4 Mentre la CO2 rimane dissolto si può estrarre il CH4 Nella colonna di desorbimento (bassa pressione) si libera la CO2 Processo continuo Estrazione CH4 Estrazione CO2 Compressione CH4 + CO2 Assorbimento CO2 H2O Desorbimento CO2 TSenergyGroup 2015 27

Lavaggio ad acqua: schema di flusso 99% CH4, p=4,5 bar deumidificazione BIOMETANO Offgas 0,2% CH4 Q=2,5xQ[Biogas] 15% CH4, p=2 bar, Q=20%[Qtot] COLONNA FLASH Q=0,2xQ[Biogas] BIOGAS Scambiatore di calore Scambiatore di calore Scambiatore di calore p=2mbar p=0,5 bar p=5,5 bar soffiante compressore ASSORBIMENTO DESORBIMENTO Pompa per acqua TSenergyGroup 2015 28

Lavaggio ad acqua: caratteristiche Tecnologia in funzione da oltra 20 anni Non ha bisogno di energia termica Tutto l O 2 e N 2 finiscono nel biometano Processo insensibile all H 2 S e NH 3 Deumidificazione posizionata a valle del processo tramite lavaggio a glicole Per impianti grandi (>1500Nm³/h di biogas) Non è possibile recuperare la CO 2 TSenergyGroup 2015 29

Tecnologia a membrana: il principio Principio: il processo si basa sulla differente permeabilità (velocità di transito) di un gas attraverso un polimero TSenergyGroup 2015 30

Tecnologia a membrana: il principio TSenergyGroup 2015 31

Tecnologia a membrana: il principio TSenergyGroup 2015 32

Tecnologia a membrana: schema di flusso pressione d esercizio a 7-16 bar. Il biogas compresso e deumidificato passa per diverse membrane e viene separato in due flussi di gas: uno ricco di CH 4 e l altro ricco di CO 2 L energia termica prodotta durante la compressione del biogas viene riutilizzata per il riscaldamento del fermentatore o ceduta all ambiente TSenergyGroup 2015 33

Tecnologia a membrana: Concetti I moduli ed i stadi vengono configurati in modo da raggiungere le caratteristiche richieste del metano e dell offgas Passando attraverso diversi stadi, i gas desiderati vengono concentrati Sistema monostadio Integrazione di impianti esistenti Solo una parte del biogas prodotto viene trasformato in biometano La frazione ad alto contenuto di CO2 (15% CH4) viene reimmessa nel fermentatore Ideale per distributori a biometano Autoconsumo basso Sistema a tre stadi Tutto il biogas viene trasformato in biometano Basso contenuto di metano nell offgas (Perdita di metano <0,5%) L energia termica della compressione del biogas viene riutilizzata per il riscaldamento del fermentatore È possibile anche la produzione di CO2 TSenergyGroup 2015 34

Tecnologia a membrana: caratteristiche Tecnologia nuova Qualità secondo codice di rete Impianto modulare Portata flessibile (80-120%) Messa in moto entro pochi minuti Possibile anche la produzione di CO2 Dimensioni da 100-1500Nm³/h (biogas) Costo operativo basso Fornitura in container 40 montato, testato e funzionante Conforme CE, MRL. 2006/42/EG, ATEX, VEXAT, DVGW TSenergyGroup 2015 35

Struttura della presentazione Introduzione il posizionamento del BM sul mercato Il biometano nell autotrazione Tecnologie proposte da BTS Il modulo UpToFuel - RePower Conclusioni TSenergyGroup 2015 36

Il modulo UpToFuel-Repower Concetto dell impianto a membrane monostadio: Solo una parte del biogas prodotto viene trasformato in biometano Integrazione in impianti esistenti con Pel = 1 MW Incremento della quantità del biogas solo tramite modifica alimentazione Gli impianti di biogas hanno un volume tale da permettere un incremento della produzione di biogas senza abbassare la potenza del motore Può essere integrato nel sistema senza ulteriori modifiche sulla parte di digestione anaerobica. Il biometano può essere venduto sul distributore proprio o immesso in rete. La parte del gas ricca di CO2 viene ceduto e valorizzato dal cogeneratore. Nessun trattamento del Offgas grande opportunità per diffondere le stazioni di servizio sul territorio TSenergyGroup 2015 37

UpToFuel-Repower: dati tecnici Caratteristiche del modulo: Biogas in ingresso 100 Sm³/h Biometano prodotto: 50 Sm³/h Pressione nominale: 7 bar Tenore di metano nel BM: 97% CH4 Perdita di metano 0% Autoconsumo basso: 0,23 kw/nm di Biogas Soluzione in container Investimento basso Tempo di fornitura 8 mesi TSenergyGroup 2015 38

UpToFuel-Repower: Schema di flusso 40 kw el 30 kw el Impianto biogas: aumento produzione biogas +20% quantità biogas: 600m³/h 500m³/h Biogas (49%) Cogeneratore: Pel=1MW Pth=1MW 50m³/h offgas 15%CH4 100m³/h biogas Upgrading a membrana 50m³/h biometano 23 kw el 300 kw th Rete / carro bombolaio? kw el Distributore: (Ca. 40 macchine o 5-10 autobus al gg) TSenergyGroup 2015 39

UpToFuel-Repower: simulazione Caso 1: Upgrading con distributore proprio a) 100% da Tab. 1A e 1B b) 70% da Tab. 1A e 1B c) 0% da Tab. 1A e 1B Caso 2 Upgrading con distributore di terzi a) 100% da Tab. 1A e 1B b) 70% da Tab. 1A e 1B c) 0% da Tab. 1A e 1B TSenergyGroup 2015 40

UpToFuel-Repower: Redditività Caso 1: 100% da Tab. 1A e 1B con dist. Per avere il completo studio di fattibilità con calcolo economico la chiediamo di rivolgersi direttamente al reparto vendite BTS: sales@bts-biogas.com grazie TSenergyGroup 2015 41

UpToFuel-Repower: Redditività Caso 2: 70% da Tab. 1A e 1B con dist. Per avere il completo studio di fattibilità con calcolo economico la chiediamo di rivolgersi direttamente al reparto vendite BTS: sales@bts-biogas.com grazie TSenergyGroup 2015 42

UpToFuel-Repower: Redditività Caso 3: 0% da Tab. 1A e 1B con dist. Per avere il completo studio di fattibilità con calcolo economico la chiediamo di rivolgersi direttamente al reparto vendite BTS: sales@bts-biogas.com grazie TSenergyGroup 2015 43

UpToFuel-Repower: Redditività Caso 4: 100% da Tab. 1A e 1B senza dist. Per avere il completo studio di fattibilità con calcolo economico la chiediamo di rivolgersi direttamente al reparto vendite BTS: sales@bts-biogas.com grazie TSenergyGroup 2015 44

UpToFuel-Repower: Redditività Caso 5: 70% da Tab. 1A e 1B senza Dist. Per avere il completo studio di fattibilità con calcolo economico la chiediamo di rivolgersi direttamente al reparto vendite BTS: sales@bts-biogas.com grazie TSenergyGroup 2015 45

UpToFuel-Repower: Redditività Caso 6: 0% da Tab. 1A e 1B senza dist. Per avere il completo studio di fattibilità con calcolo economico la chiediamo di rivolgersi direttamente al reparto vendite BTS: sales@bts-biogas.com grazie TSenergyGroup 2015 46

Riassunto Modulo UpToFuel-Repower Caso 1: Upgrading con distributore proprio a) 100% da Tab. 1A e 1B ca. 3 anni b) 70% da Tab. 1A e 1B 3-4 anni c) 0% da Tab. 1A e 1B 13 anni Caso 2 Upgrading con distributore di terzi a) 100% da Tab. 1A e 1B 3-4 anni b) 70% da Tab. 1A e 1B ca. 4 anni c) 0% da Tab. 1A e 1B 180 anni TSenergyGroup 2015 47

UpToFuel-Repower: ToDo Primi passi da fare: Verificare alimentazione impianto ed eventuale fare richiesta di modifica secondo Tab. 1A e 1B Trovare disponibilità di sottoprodotti Trovare colture alternative Fare analisi di mercato, trovare posizione strategica Creare richiesta per biometano Trovare acquirenti importanti (imprese di trasporto) TSenergyGroup 2015 48

Conclusione e prospetto I semafori stanno sul verde per il biometano Il CNG non è solo interessante dal punto di vista ecologico, ma anche economico Il mercato automobilistico reagisce con nuovi modelli a metano L agricoltore diventa produttore di carburante Alta redditività dei progetti Il mondo del metano è una materia molto complessa Necessità di sviluppare un progetto sul sito BTS è pronta per dare il sostegno per affrontare le nuove sfide!!! TSenergyGroup 2015 49

Grazie per la cortese attenzione! TSenergyGroup 2015 50