1. Produzione di
energia rinnovabile
il CRPA per le imprese da biomasse
Sergio Piccinini - CRPA SpA
Sezione
AMBIENTE
ed ENERGIA
Bologna 8 giugno 2011

2. C
2
CRPA Lab in sintesi

3. C
3
STRUTTURA

4. CAREE DI SPECIALIZZAZIONE SEZIONE
AMBIENTE ed ENERGIA
1. 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).

5. C
CARATTERIZZAZIONE BIOMASSE
CON 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.

6. C
TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA
SCARTI 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

7. 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

8. C
TEST DI DIGESTIONE ANAEROBICA
SCARTI 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

9. CSETTORI DI IMPATTO
1.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.

10. C
CASE HISTORY
IL 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.

11. C
CASE HISTORY
IL 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

12. C
CASE HISTORY
LE ATTIVITA’ PROPOSTE
SISTEMA DI CODIGESTIONE ANAEROBICA DI FORSU E
FANGHI DI DEPURAZIONE
Attività 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)

13. C
CASE HISTORY
BIOMASSE 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

14. C
CASE 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%

15. C
CASE 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

16. C
CASE 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

17. 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

18. C
Impianti di Biogas
su effluenti
zootecnici, scarti
agricoli e agro-
Censimento impianti
biogas
industriali e colture
energetiche
(CRPA 05/2011)
521 impianti
(130 in costruzione)
Circa 350 MWe installati
Emilia-Romagna:
63 impianti
(17 in costruzione)
43 MWe

19. C
BIOGAS – Layout filiera

20. C
Esempio di impianto biogas
Az. Cominello (MN) 1 MWe
insilati + sottoprodotti agroindustriali +pollina
Digestori: 2 primari+1 secondario (7940 m3)
2 vasche stoccaggio (6760 m3)

21. C
Un 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

22. C
BIOGAS da soli effluenti zootecnici
Az. Pedrotti (RE)
750 vacche in lattazione
CHP 330 kWe
2 digestori
3800 m3 volume utile totale
Circa 30.000 t/anno di letame
e liquame bovino

23. CImpianto biogas UNIPEG - Pegognaga (MN)
Biomasse: 2 digestori da
sangue bovino 2400 m3 ciascuno
contenuto ruminale CHP: 525 kWe
fango flottato

24. C
Potenzialità 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

25. C
Scarti e sottoprodotti organici da agro-industria
prodotti in Emilia-Romagna
(Stime CRPA, 2006)
Descrizione scarti Emilia-Romagna Si stima, senza il
e sottoprodotti agro-industria (t/anno) siero, una
Liquame 9.129.000
Letame 6.954.000
potenzialità in
TOTALE EFFLUENTI ZOOT. 16.083.000
metano di 330 milioni
Sottoprodotti animali (cat. 3) 145.000 di m3/anno
Scarti vegetali 272.000
che, trasformati in
Siero di latte e latticello 1.680.000
energia elettrica,
TOTALE 2.097.000
corrispondono a circa
TOTALE (escluso siero) 417.000
Consumo gas naturale E-R circa
1 TWh/anno
10,7 NGm3nel 2009 pari a 135 MWe di
potenza installata.

26. C
Cosa promuovere: Il Biometano
Il Biogas dopo purificazione a Biometano può essere im esso direttam
m ente
nella rete del gas naturale

27. C
Purificazione del biogas
ed immissione nella rete del gas

28. CConclusioni
Il biogas/biometano può aiutare in tutte le
componenti energetiche previste dal PAN
Elettricità da FER
Quota di energia da
FER 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

29. C
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
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crpalab@crpa.it
www.crpa.it
s.piccinini@crpa.it