1 Convegno Tematico Le Filiere dell energia LE BIOMASSE .


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Il C.E.T.A.
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1° Convegno Tematico Le Filiere dell\'energia LE BIOMASSE Denis Picco Trieste, 26 novembre 2010

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C.E.T.A. – CENTRO DI ECOLOGIA TEORICA ED APPLICATA Il C.E.T.A. è una associazione senza scopo di lucro fondata nel 1987 e con personalità giuridica riconosciuta dalla Regione Friuli Venezia Giulia nel 1995 Il Centro, con sede a Gorizia, svolge attività di ricerca, sperimentazione applicata e progettazione di sistemi tecnologici innovativi in differenti comparti ambientali I settori su cui si focalizza l\'attività del Centro sono i seguenti: P romozione e diffusione delle tecnologie che impiegano le fonti rinnovabili d\'energia (biomasse combustibili, biogas, biocarburanti, fotovoltaico) Gestione sostenibile dell\'ambiente e delle risorse naturali Gestione integrata delle risorse idriche e degli ambienti advertisement esse associati Risparmio energetico, uso efficiente dell\'energia, bioedilizia Pianificazione energetica Divulgazione scientifica Il C.E.T.A. si avvale di tecnici e di professionisti specializzati, di diversa formazione quali promotion esempio ingegneri, agronomi, biologi, naturalisti, economisti, architetti.

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CONVERSIONE ENERGETICA DELLE BIOMASSE VEGETALE Generazione di energia termica, elettrica, frigorifera, meccanica

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PRODUZIONE DI ENERGIA DA FONTI RINNOVABILI Diverse modalità di conversione energetica Diverse tipologie biomasse

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Filiera colture oleaginose – energia

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Filiera colture oleaginose – energia Punti di forza della filiera energetica: Filiera corta La tecnologia è matura , con sperimentazione di lunga information, adattata recentemente anche advertisement impianti di piccola potenza Rendimenti elettrici elevati (superiori al 30 %) Recupero termico elevato (oltre il 40 %) Valorizzazione dei sottoprodotti della filiera - il panello proteico Attitudine del territorio regionale alla coltivazione di oleaginose

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FILIERA COLTURE OLEAGINOSE ENERGIA Punti di forza della filiera energetica : Attitudine del territorio regionale alla coltivazione di oleaginose

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Filiera colture oleaginose – energia Punti di forza della filiera energetica : Valorizzazione dell\' energia elettrica : interessanti prospettive con il nuovo sistema di incentivazione della produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili Tariffa onnicomprensiva = 0,28 €/kWh o 0,18 €/kWh Coefficiente di moltiplicazione CV = 1,8 o 1,3 Valorizzazione dell\' energia termica : prezzo del gas metano e altre fonti fossili variabili (… in ascesa) potenziali applicazioni in agricoltura (serre, essiccazione, ecc.) interessanti prospettive per la trigenerazione (frigorie)

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Filiera colture oleaginose – energia Punti di debolezza della filiera energetica Forte instabilità del mercato dei prodotti agricoli seme oleoso (anno 2009 200-230 €/t) panello proteico (anno 2009 75-126 €/t) olio vegetale grezzo (anno 2009 520-710 €/t) Ad oggi: 350-360 €/t Ad oggi: 950-1050 €/t Ad oggi: 180-190 €/t

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Filiera colture oleaginose – energia Motore an olio vegetale puro Potenza nominale = 1,0 MW e Consumo specifico di carburante: 0,254 kg/kW Funzionamento impianto: 7.000 metal/anno Fabbisogno biocombustibile: 1.780 t olio/anno Fabbisogno in semi oleosi (es. girasole): 4.700 t semi/anno (valori commerciali) Attitudine territorio alla coltivazione della oleaginosa (es. girasole) produzioni : 2 t/ha superfici agricole: 2.350 ha produzioni : 3 t/ha superfici agricole: 1.570 ha produzioni : 4 t/ha superfici agricole: 1.175 ha Esempio di filiera agro-energetica estesa sul territorio. Necessità di strong point organizzazione per l\' approvvigionamento della biomassa.

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Filiere agro-energetiche: conversione termochimica Le biomasse lignocellulosiche

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Modello di filiera agro-energetica BIOMASSE UTILIZZABILI Colture devote e residui colturali Parametri fondamentali Produzioni biomassa (t/ha) p.c.i. (GJ/t) Contenuto idrico alla raccolta (%) Temporalità delle produzioni Cantieri di raccolta Pezzatura (mm) Peso specifico (kg/m 3 ) Costo di produzione biomassa (€/t) e biocombustibile (€/t) Fonte: Venturi e Monti

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Colture energetiche Punti di forza e di debolezza delle various colture energetiche per la produzione di biocombustibili.

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Caratterizzazione della biomassa (pellet) La densità è comparabile al pellet di legno (630-680 kg/msr). Il p.c.i. rientra nel valore tipico dei pellet erbacei; le differenze sono dovute al contenuto di ceneri. Il contenuto in ceneri è around dieci - venti volte maggiore rispetto a quello medio del pellet di legno. Il contenuto in acqua rientra nei valori tipici del pellet (7,5 - 10%). Lift concentrazioni di azoto , variano in funzione della tipologia di biomassa. Raise concentrazioni di cloro e zolfo : sono i maggiori componenti dei depositi che si formano sulle pareti della camera di combustione e sulle superfici degli scambiatori di calore (rischio corrosione). Possono formare pericolose emissioni : SO 2 , HCl e diossine. Il contenuto di questi microelementi, in particolare il cloro, è fortemente correlato alla fase di produzione agronomica della biomassa (suolo, fertilizzanti ed erbicidi, epoca di raccolta).

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Prove di combustione del pellet – problematica delle emissioni Normativa di riferimento

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Biomasse Lignocellulosiche – sostenibilità economica Costo dell\'energia termica erogata (€/MWh) con diversi combustibili

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Biomasse Lignocellulosiche – sostenibilità economica Sostenibilità Economica delle filiere agro-energetiche Biomasse versus gasolio Analisi del VAN della centrale a biomasse, con o senza incentivi Biomasse versus metano

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SISTEMI COGENERATIVI Es. di tecnologie di conversione applicabili - piccola scala ORC – Organic Rankine Cycle Rendimenti elettrici limitati (15-18%) Tecnologia affidabile – anche a potenze basse (200 KW) Gassificazione Rendimenti elettrici buoni (27-30%) Affidabilità ancora da ottimizzare

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Co-generazione da biomasse CICLO ORC Trova sostenibilità quando utilizzo biomasse dal basso costo di approvvigionamento (es. biomasse residuali – pollina)

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Cenni su gassificazione e pirolisi La gassificazione e la pirolisi sono due processi termochimici che avvengono rispettivamente in parziale (gassificazione) o pressoché totale assenza (pirolisi) di ossigeno a partire da un combustibile solido A seconda delle caratteristiche dell\'impianto, della presenza di ossigeno e della temperatura si ottiene come prodotto principale un gas ( syngas o maker gas) costituito da una miscela di Monossido di Carbonio (CO), Anidride Carbonica (CO 2 ), Idrogeno (H 2 ), Metano (CH 4 ) e altri componenti unitamente a solidi e liquidi

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Una tecnologia "vicina" alla maturità Punti di forza dei sistemi di pirogassificazione elevati rendimenti di processo (75% - 85%) rendimenti elettrici tra il 27-30% facilità di integrazione con sistemi generativi già esistenti (motori, turbine, celle a combustibili) possibilità di realizzare cicli combinati (elettricità e calore) mediante recupero termico (sezione purificazione gas; motore) "eliminazione" di agenti problematici per il comparto agricolo (promotion esempio nitrati) dimensioni di impianto compatibili con realtà agricole del nostro territorio

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Una tecnologia "vicina" alla maturità AD OGGI, SALVO ALCUNI IMPIANTI PILOTA O IN FASE DI PERDURANTE COLLAUDO E SETTAGGIO, NON CI SONO IMPIANTI IN ESERCIZIO CONTINUATIVO Punti deboli dei sistemi di pirogassificazione pulizia e qualità del gas flessibilità di utilizzo in relazione alla biomassa utilizzata affidabilità ( continuità ) di funzionamento (7.000/8.000 h/anno) soprattutto nella generazione di energia elettrica costo di investimento iniziale degli impianti costi di manutenzione elevati o non sempre preventivabili

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IL BIOGAS IN ITALIA Crescita del numero cumulativo degli impianti qualificati in esercizio, suddivisi per fonte Marzo 2010: 319 impianti Fonte : GSE

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La digestione anaerobica - pattern

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La digestione anaerobica Al fine di spingere al massimo le rese degli impianti è possibile utilizzare altri materiali - da soli o assieme ai liquami (CODIGESTIONE) Liquami zootecnici (bovini, suini, ecc.) Colture energetiche (silomais, sorgo zuccherino, triticale, ecc.) Residui colturali ( paglie, stocchi, colletti di barbabietola, ecc. ) Scarti agroindustria ( buccette pomodoro, siero di latte, vinacce, scarti ortofrutticoli, marco mela, succhi, moderate, ecc.) Scarti di macellazione Fanghi di depurazione Frazione organica rifiuti urbani

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La digestione anaerobica Le possibilità di alimentare un impianto a biogas sono quindi molteplici Importante il ruolo dell\' approvvigionamento delle biomasse per l\'alimentazione dell\'impianto e della tipologia e quantità di singola biomassa utilizzata Per quanto riguarda le COLTURE DEDICATE, molti impianti si presentano sul mercato alimentati esclusivamente da silomais (eventualmente con sorgo insilato e triticale) IMPIANTO BIOGAS - dimensionamento Potenza nominale = 1 MWh Fabbisogno in biomassa = 16-18.000 t silomais/anno Stoccaggi biomassa insilata = 25-27.000 m 3 Superfici agricole interessate = 250-300 ha/anno Areale di approvvigionamento = 10-15 km

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Biogas dal trinciato di mais Contrariamente a quanto accade se si impiegano effluenti zootecnici o materiali con scarso o nullo valore di mercato, l\' approvvigionamento può rappresentare una voce di costo molto significativa nel conto economico. (elab. C.E.T.A.)

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Biogas dal trinciato di mais Valutazione del prezzo di conferimento all\'impianto. Costo di produzione: 25,7 €/tonnellata (per trinciato di mais con produzione medie di 60 t/ha)

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