Presentazione Upgas università Firenze - Prof. Carnevale

1. 25 Maggio 2012 – TERRAFUTURA- Firenze - Italy
Processi innovativi per l’upgrading del biogas – Innovative processes for biogas upgrading
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UPGAS-LOWCO2
LIFE08/ENV/IT/000429
Prof. Ennio Carnevale
Dipartimento di Energetica
“Sergio Stecco”
Università degli Studi di Firenze

2. Il progetto
Titolo: UP-grading of landfillGAS for LOWering CO2 emissions
Acronimo: UPGAS-LOWCO2
Inizio: Gennaio 2010
Fine: Giugno 2012
Total project budget: 678.542 €
Total eligible project budget: 678.542 €
EC financial contribution requested: 339.196 € (50%)
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Processi innovativi per l’upgrading del biogas – Innovative processes for biogas upgrading
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3. Il consorzio
Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco” – Università degli Studi di
Firenze – Italy
Dipartimento di Ingegneria Civile - Università di Roma "Tor Vergata" – Italy
Centro Servizi Ambiente Impianti S.p.A. – Italy
Chemical Engineering Department – Universitat Autonoma de Barcelona –
Spain
Institute of Waste Management – Department of Water, Atmosphere and
Environment – University of Natural Resources and Applied Life Sciences,
Vienna – Austria
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4. Definizioni
• Upgrading del biogas: trattamento del biogas finalizzato a ridurne
il contenuto di anidride carbonica (CO2) per ottenere un gas simile al
gas naturale e da utilizzare come sostituto di questo.
• Processi tradizionali di up-grading: rimuovono CO2, ma la riemettono
in atmosfera (classico assorbimento e strippaggio)
• Biogas da discarica o digestione anaerobica: nel futuro ci si
attende una diminuzione della produzione del primo – come
conseguenza delle politiche Europee di riduzione dell’utilizzo delle
discariche (e comunque di riduzione del materiale biodegradabile
smaltito in discarica) – ed un incremento della produzione del
secondo, come aumento delle politiche di raccolta differenziata
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Fonte: Eurobserver
Biogas totale 0,479 Mtoe
Discariche 0,384 Mtoe 80,2%
Fanghi depurazione 0,007 Mtoe 1,5%
Altri 0,088 Mtoe 18,3%

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Biogas: usi tradizionali
• Produzione di energia termica
• Produzione di energia elettrica  MCI: elevata efficienza (35-39%),
compattezza, semplicità. EE beneficia CV/tariffa omnicomprensiva
• Produzione EE+ET: cogenerazione (potenziale)
• distribuzione in reti dedicate
• upgrading  BIOMETANO

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Biometano: standard
Al momento non esistono standard internazionali per la qualità del biometano
da iniettare in rete, ma alcuni paesi hanno sviluppato standard propri e
procedure per l’introduzione in rete.
Svizzera, Francia e Germania hanno definito standard nazionali per
l’immissione nella rete del gas naturale.
La Svezia ha sviluppato degli standard nazionali per il biogas per autotrazione
(su richiesta dei produttori di veicoli). Gli stessi standard vengono usati per
l’iniezione in rete.
In generale:
CH4 > 96-98% in vol.

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Upgrading: le tecnologie tradizionali
Metodi di riduzione della CO2
 Adsorbimento con carboni attivi/zeoliti – Pressure Swing Adsorption (PSA)
 Assorbimento fisico – High Pressure Water Scrubbing (HPWS)
 Assorbimento chimico con ammine
 Assorbimento fisico con solventi organici
 Separazione con membrane
Pb: perdite di metano
La CO2 rimossa viene riemessa in atmosfera …(è rinnovabile!)

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Upgrading: le esperienze
 Olanda anni ’80
 Lille: impianto di depurazione delle acque reflue; water scrubbing; CH4
97,5%; impianto pilota operativo dal 1995 (80 Nm3/giorno) dal 2004
upgrading (100 Nm3/giorno) – alimentazione veicoli
 Stockholm - Bromma: impianto di depurazione delle acque reflue; Pressure
Swing Adsorption (PSA); 600 Nm3/h biogas; 97% CH4; operativo dal 2000 –
alimentazione veicoli
 Stockholm – Henriksdal: impianto di depurazione delle acque reflue; water
scrubbing; 600+800 Nm3/h biogas; 97% CH4; operativo dal 2001 –
alimentazione veicoli

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Upgrading: le esperienze
 Roma – Malagrotta: discarica (1,5 milioni t/anno): le prime sperimentazioni
sono iniziate nel 1995; combinazione di water scrubbing e PSA; CH4 97-99%;
400 Nm3/h di biogas in uscita – alimentazione veicoli
 Bern: : impianto di depurazione delle acque reflue; PSA; 300 Nm3/h biogas;
>96% CH4; operativo dal 2007 – iniezione in rete gas naturale
 Gothenburg: : impianto di digestioni fanghi; assorbimento ammine; 1.600
Nm3/h biogas; >96% CH4; 2007 – iniezione in rete gas naturale

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Biometano: perchè
La filiera biogas-biometano offre i seguenti vantaggi:
• è realizzabile a livello decentrato
• è una fonte programmabile
• il biometano è in grado di approfittare della possibilità di accumulo
rappresentata dalla rete e dagli stoccaggi del gas naturale
• il biometano è in grado di essere utilizzato a distanza dai luoghi di
produzione, in siti ottimali (distributori del gas naturale per l’autotrazione, cicli
combinati, cogenerazione anche integrazione con eolico e solare in sistemi a
scambio prevedibile al fine di ridurre gli scompensi di rete, ecc) per la
produzione di energia elettrica e termica, ovvero essere destinato all’utilizzo
come biocarburante in veicoli a gas metano.

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Biometano: in Italia
In Italia, manca ad oggi una normativa operativa per l’iniezione del
biometano in rete.
• Il PAN (Piano di azione nazionale per le energie rinnovabili dell’Italia) del 30
Giugno 2010: pone attenzione al biometano
• D. Lgs. 7 marzo 2011: promuove l’utilizzo del biometano, direttive per la
connessione in rete, fra cui le caratteristiche chimiche e fisiche del biometano;
incentivazione del biometano immesso nella rete del gas naturale
Siamo in attesa dei decreti attuativi con direttive tecniche e tariffe di
incentivazione

13. Elementi innovativi del progetto
- Upgrading del biogas e cattura della CO2: sottrazione CO2 dal bilancio
globale di gas serra.
- Cattura della CO2 in forma solida.
- Utilizzo di residui solidi industriali per la cattura della CO2 (carbonatazione
accelerata), con ulteriori effetti positivi in termini ambientali.
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