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workshop_Crpa lab_r2b workshop_Crpa lab_r2b Presentation Transcript

  • Produzione di energia rinnovabileil CRPA per le imprese da biomasse Sergio Piccinini - CRPA SpA Sezione AMBIENTE ed ENERGIA Bologna 8 giugno 2011
  • C 2CRPA Lab in sintesi
  • C 3STRUTTURA
  • CAREE DI SPECIALIZZAZIONE SEZIONE AMBIENTE ed ENERGIA1. Caratterizzazione degli scarti e sottoprodotti organici delle imprese agroalimentari per la valorizzazione energetica (biogas) e di materia (fertilizzanti);2. Determinazione del Potenziale Biochimico di Metanazione (BMP) per la valutazione in batch della massima quantità di metano producibile da una matrice organica e conduzione di test in continuo di digestione anaerobica di scarti agroindustriali ed altre biomasse in reattori pilota da laboratorio e industriali;3. Analisi e validazione delle tecniche di pretrattamento delle biomasse prima della digestione anaerobica per aumentarne la resa energetica;4. Analisi e validazione delle tecniche di trattamento post- digestione anaerobica per la riduzione e/o il recupero del carico di nutrienti (azoto in particolare).
  • CCARATTERIZZAZIONE BIOMASSECON TECNICA NIRS Spettrofotometro NIRS (Spettroscopia nel vicino infrarosso); lo strumento è semplice da utilizzare ed in grado di eseguire contemporaneamente e rapidamente un gran numero di determinazioni a partire da un unico campione; lo strumento viene utilizzato per esaminare campioni liquidi e/o pastosi di biomasse da avviare a digestione anaerobica e di digestati all’interno ed in uscita dei reattori anaerobici.
  • CTEST DI DIGESTIONE ANAEROBICASCARTI ORGANICI Acque di reidratazione prugne secche BMP - Metano: 404,6 [Nm3/t SV] Metano nel biogas 53% BMP - Biogas: 761,0 [Nm3/t SV] 800 Resa substrato [Nm3/t SV] Biogas CH4 700 600 500 400 32 Reattori pilota 300 200 di laboratorio 100 0 0 10 20 Giorni 30 40 50 per test in batch
  • C TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA SCARTI ORGANICI Percentuale Resa in Resa in Resa in CH4 nel biogas biogas metano biogas 3 3 3 [%]9 Reattori pilota di laboratorio per test [m /kg SV] [m /kg tq] [m /kg SV]in continuo Miscela 1 Media 0,735 0,018 69 0,515 Borlanda + Fango avicolo Dev.st 0,105 0,003 4 0,077 Media 0,653 0,023 71 0,456 Miscela 2 Fango latt-cas + Fango avicolo Dev.st 0,162 0,005 4 0,116
  • CTEST DI DIGESTIONE ANAEROBICASCARTI ORGANICI CAVIRO- Faenza I M I A T P LO A I N U T I A P NO I T D S R LE
  • CSETTORI DI IMPATTO1.lavorazioni e trasformazione delle carni, del latte e dei prodotti ortofrutticoli;2.gestione e trattamento effluenti e rifiuti organici;3.produzione energia rinnovabile da biomasse di scarto e dedicate.
  • CCASE HISTORYIL TEMA proposto da IREN NELL’AMBITO DEL RECUPERO DI MATERIA E ENERGIA DALLA FRAZIONE ORGANICA DEI RIFIUTI SOLIDI URBANI RACCOLTI IN MODO DIFFERENZIATO (FORSU), SI RIESCE A CREARE SINERGIE CON GLI IMPIANTI DI DEPURAZIONE DELLE ACQUE REFLUE URBANE MEDIANTE L’OTTIMIZZAZIONE DELLA CAPACITA’ DI DIGESTIONE ANAEROBICA PRESENTE NEGLI IMPIANTI : E’ POSSIBILE? COME? CON QUALE BIOMASSA? CRPA Lab.
  • CCASE HISTORYIL TEMA proposto da IREN CRPA Lab.Approccio al problema:- MONITORAGGIO IN SCALA REALE DI UN DIGESTORE OPERANTE SU FANGO CIVILE (BIANCO)- CARATTERIZZAZIONE NUOVA BIOMASSA (SPREMUTA DI FORSU)- VERIFICA EFFETTI AGGIUNTA NUOVA BIOMASSA
  • CCASE HISTORY LE ATTIVITA’ PROPOSTESISTEMA DI CODIGESTIONE ANAEROBICA DI FORSU EFANGHI DI DEPURAZIONEAttività previste:TEST IN CONTINUO IN IMPIANTO SPERIMENTALE presso CRPA Lab.MONITORAGGIO IN SCALA REALE DEL DIGESTORE OPERANTE SU FANGO CIVILE PRESSO L’IMPIANTO DI DEPURAZIONE DI PIACENZA (PRE E POST AGGIUNTA NUOVA BIOMASSA)
  • CCASE HISTORYBIOMASSE UTILIZZATE - FANGO DI DEPURAZIONE INSPESSITO dall’impianto di depurazione di Piacenza; - Frazione liquida “SPREMUTA” da FORSU da RACCOLTA DIFFERENZIATA mediante trattamento con macchina trituratrice-spremitrice Fango Spremuta ST totali SV totali HRT Carico (1) FORSU (1) [%] [%] [d] organico Miscele [kg SV/m3*g] 1. Fango 100% 0% 4,68 2,68 20 1,34 2. Fango+spremuta FORSU (4%) 96% 4% 5,21 3,19 17 1,88 3. Fango+spremuta FORSU (10%) 90% 10% 6,00 3,96 17 2,33 (1) Rapporto in volume
  • CCASE HISTORY RISULTATI PRODUZIONE VOLUMETRICA SPECIFICA DI BIOGAS (m3/m3 di digestore*giorno) 3.0 BIOGAS (m3/m3 digester*d) 2.5 2.0 , 1.5 1.0 0.5 0.0 0 10 20 30 40 50 60 Fango Fango+Forsu_4% Giorni Fango+Forsu_10%
  • CCASE HISTORY RISULTATI  DEFINIZIONE DEI RAPPORTI DI MISCELAZIONE OTTIMALI  DEFINIZIONE delle CONDIZIONI DI PROCESSO (COV, HRT, ecc.)  RESA SPECIFICA IN BIOGAS e METANO DI UNA NUOVA BIOMASSA (SPREMUTA FORSU)  VERIFICA DELLA OPERATIVITA’ IN SCALA REALE DELLA INTRODUZIONE DI UNA NUOVA BIOMASSA NEL SISTEMA
  • CCASE HISTORY CONCLUSIONI I RISULTATI SONO DA RITENERSI POSITIVI IREN STA PROCEDENDO ALLE PRIME FASI DI VERIFICA TECNICA, ECONOMICA E FINANZIARIA INERENTE L’APPLICAZIONE DI QUESTI PROCESSI ALL’INTERNO DEI PROPRI IMPIANTI
  • C Produzi one di bi ogas in Europa nel 2009: 8346 ktep ( 98 T h) W Italia: biogas 444,3 ktep Consumo lordo > 190 Mtep da discarica RU da fanghi dep. da altro
  • C Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agro- Censimento impianti biogasindustriali e colture energetiche (CRPA 05/2011) 521 impianti (130 in costruzione) Circa 350 MWe installati Emilia-Romagna: 63 impianti (17 in costruzione) 43 MWe
  • CBIOGAS – Layout filiera
  • C Esempio di impianto biogasAz. Cominello (MN) 1 MWeinsilati + sottoprodotti agroindustriali +pollinaDigestori: 2 primari+1 secondario (7940 m3)2 vasche stoccaggio (6760 m3)
  • CUn 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
  • C BIOGAS da soli effluenti zootecniciAz. Pedrotti (RE)750 vacche in lattazioneCHP 330 kWe2 digestori3800 m3 volume utile totaleCirca 30.000 t/anno di letamee liquame bovino
  • CImpianto biogas UNIPEG - Pegognaga (MN)Biomasse: 2 digestori dasangue bovino 2400 m3 ciascunocontenuto ruminale CHP: 525 kWefango flottato
  • CPotenzialità biogas in Italia Circa 20 TWh/anno di EE (2700 MWe) o circa 6,5 Miliardi m3 di CH4/anno Principali substrati Deiezioni anim : ali 130.000.000 t/ Scarti agro-industriali: 5.000.000 t/ (Scarti di macellazione(C Fanghi di depurazione: 3.500.000 t/ a a at.3): 1.000.000 t/ a a) (Stime CRPA, 2009) Fraz.org. dei RU : 10.000.000 t/a Residui colturali: 8.500.000 t SS/a Colture energetiche: 200.000 ha
  • CScarti e sottoprodotti organici da agro-industriaprodotti in Emilia-Romagna(Stime CRPA, 2006)Descrizione scarti Emilia-Romagna Si stima, senza ile sottoprodotti agro-industria (t/anno) siero, unaLiquame 9.129.000Letame 6.954.000 potenzialità inTOTALE EFFLUENTI ZOOT. 16.083.000 metano di 330 milioniSottoprodotti animali (cat. 3) 145.000 di m3/annoScarti vegetali 272.000 che, trasformati inSiero di latte e latticello 1.680.000 energia elettrica,TOTALE 2.097.000 corrispondono a circaTOTALE (escluso siero) 417.000Consumo gas naturale E-R circa 1 TWh/anno10,7 NGm3nel 2009 pari a 135 MWe di potenza installata.
  • CCosa promuovere: Il BiometanoIl Biogas dopo purificazione a Biometano può essere im esso direttam m entenella rete del gas naturale
  • CPurificazione del biogased immissione nella rete del gas
  • CConclusioni Il biogas/biometano può aiutare in tutte le componenti energetiche previste dal PAN Elettricità da FERQuota di energia daFER sul consumo =finale lordo di Calore da FER FER per i trasporti Consumo Finale Lordo da FER Consumo Finale Lordo totale = 17 %energia Riduzione dei consumi Fonte: GSE
  • CGRAZIE PER L’ATTENZIONE http://crpalab.crpa.it crpalab@crpa.it www.crpa.it s.piccinini@crpa.it