energia dai sottoprodotti di origine animale e vegetale

Agricoltura

&Energia

Seminario

Energia dai sottoprodotti di Energia dai sottoprodotti di

origine animale e vegetale origine animale e vegetale

Sergio Piccinini

Centro Ricerche Produzioni Animali

Reggio Emilia

Produzione di biogas in Europa nel 2007: 5901,2 ktep (69 TWh)

da discarica RU da fanghi dep.

da altro

In Italia nel 2008

410 ktep (4,7 TWh)

(nel 2008: 7542 ktep (88TWh))

Censimento Censimento

impianti biogas impianti biogas

Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agro- industriali e colture

energetiche

273 impianti

(74 in costruzione)

(CRPA 03/2010)

1 102

3 7

4

2 3 1 1

3 3 2 33 4

33

36

35 Circa 150 MWe installati

Emilia-Romagna (10/2010) 43 impianti

(13 in costruzione)

Circa 23 MWe installati

Impianti di Biogas su effluenti zootecnici, scarti agricoli e agro- industriali e colture

energetiche

(CRPA 03/2010)

Substrati trattati Substrati trattati

Effluenti zootecnici + s ottoprodotti agroindus triali

+ colture e nergetiche

51%

S olo effluenti zootecnici

33%

Dato non dis ponibile Colture 8%

energetiche e/o s ottoprodotti agroindus triali

8%

Censimento Censimento

impianti biogas

impianti biogas

Biogas in Italia

Biogas in Italia (CRPA, 03/2010) (CRPA, 03/2010)

672 IMPIANTI

(76 in costruzione)

CATEGORIE IMPIANTI BIOGAS

- 273 Effluenti zootecnici + scarti organici + colture energetiche - 121 Fanghi di depurazione civile

- 14 FORSU

- 32 Reflui agro-industriali

- 232 Biogas da discarica RU (Fonte APER)

1 11

5 3

4 3

18

12 21 21

1 36 29

4 7

26 33

4 1 11

11 19

2 3

28

7 19

3 10 1

2

23 5 11 35

5 11

1 5

7 10 8 3 12 33

7 21

102 3

5 1

1 1

1

2 1

4

1

2

1

2

3 2

1

Circa 450-500 MWe già installati

Circa 450-500 MWe già installati

Il PAN si pone l’obiettivo al 2020

di solo 1200 MWe installati

Potenzialità biogas in Italia Potenzialità biogas in Italia

Circa 20 TWh/anno di EE (2700 MWe) o Circa 20 TWh/anno di EE (2700 MWe) o

circa 6,5 Miliardi m

circa 6,5 Miliardi m ^{3 3} di CH di CH _{4 4} /anno /anno

Principali substrati

• Deiezioni animali : 130.000.000 t/a

• Scarti agro-industriali: 5.000.000 t/a

(Scarti di macellazione(Cat.3): 1.000.000 t/a)

• Fanghi di depurazione: 3.500.000 t/a

• Fraz.org. dei RU: 10.000.000 t/a

• Residui colturali: 8.500.000 t SS/a

•

(Stime CRPA, 2009)

Scarti e sottoprodotti organici da agro-industria prodotti in Emilia-Romagna (Stime CRPA, 2006)

Si stima, senza il siero, una potenzialità in

metano di 330 milioni di m ³ /anno

che, trasformati in energia elettrica,

corrispondono a circa 1 TWh/anno

pari a 135 MWe di potenza installata ^.

Descrizione scarti Emilia-Romagna e sottoprodotti agro-industria (t/anno)

Liquame 9.129.000

Letame 6.954.000

TOTALE EFFLUENTI ZOOT. 16.083.000 Sottoprodotti animali (cat. 3) 145.000

Scarti vegetali 272.000

Siero di latte e latticello 1.680.000

TOTALE 2.097.000

TOTALE (escluso siero) 417.000

Scarti di patate

QUALCHE ESEMPIO QUALCHE ESEMPIO

Mais dolce

Scarti di frutta

Scarti misto di macell.

Piselli

Buccette pomodoro

MAPPATURA SCARTI AGRO-INDUSTRIA MAPPATURA SCARTI AGRO-INDUSTRIA

(no siero, no effluenti zootecnici)

(no siero, no effluenti zootecnici)

MAPPATURA SCARTI AGRO-INDUSTRIA MAPPATURA SCARTI AGRO-INDUSTRIA

EFFLUENTI ZOOTECNICI

EFFLUENTI ZOOTECNICI

BIOGAS – Layout filiera

BIOGAS – Impianti a confronto

 Azienda Fontana (PC)

liquami suini

 Consorzio Agrienergy (RA)

Liquami bovini, biomasse vegetali

 Azienda Cazzani (BO)

biomasse vegetali

 Azienda Mengoli (BO)

liquami bovini, biomasse

vegetali

BIOGAS – Impianti a confronto

Az. Fontana Az. Mengoli Cons. Agrienergy Az. Cazzani

Ripartizione del carico organico

Effluenti zootecnici Sottoprodotti agroindustria Colture dedicate

Carico Organico Volumetrico (COV) [kg SV/m

/gg]

1,0 2,5 1,9 4,1

Tempo di ritenzione idraulica (HRT) [gg]

100%

9,4%

67,0%

23,6% 5,0%

21,0%

74,0%

4,7%

95,3%

BIOGAS – Impianti a confronto

Azienda Tipo reattori Volume reattori Temperatura Potenza elettrica

Fontana CSTR 2 x 1.370 m

36-38 °C 90 +

125 kW

Mengoli CSTR 2 x 1.050 +

850 m

36-38 °C 115 +

240 kW

Agrienergy PFR+CSTR 1.000 +

2 x 2.400 m

36-38 °C 845 kW

Cazzani CSTR 2 x 2.800 m

52-54 °C 1.450 kW

Caratteristiche degli impianti

BIOGAS – Risultati a confronto

Fontana Mengoli Agrienergy Cazzani 0

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

215

215 355 355

845 845

1425 1425

116

287

750

1309

Potenza installata Potenza effettiva

P ot en za e le tt ric a [k W ]

BIOGAS – Risultati a confronto

Azienda Metano

(Nm

/kgSV) Energia elettrica

(kWh/kgSV) (kW/m

)

Fontana 0,28 0,99 0,042

Mengoli 0,24 0,80 0,097

Agrienergy 0,35 1,48 0,129

Cazzani 0,32 1,35 0,233

 La co-digestione ottimizza il processo di digestione

anaerobica (biogas per unità di volume di digestore) e permette di regolarizzare la produzione di energia

maggiore tempo di residenza migliore digestione →

Rese metano ed energia elettrica

BIOGAS – Risultati a confronto

Azienda Investimento

(M€) Tempo Ritorno Capitale

(anni)

Tasso Interno Rendimento

(%)

Fontana 1,0 9,2 10,9

Mengoli 1,2 6,3 17,1

Agrienergy 3,5 3,5 30,7

Cazzani 7,0 5,1 21,0

Redditività degli impianti

Impianto biogas CAVIRO - Faenza Impianto biogas CAVIRO - Faenza

5 digestori da 5000 m ³

ciascuno

2 cogeneratori

da 1 MWe ciascuno

Il Biogas dopo purificazione a Biometano può essere immesso direttamente nella rete del gas naturale

Biometano

Cosa promuovere

~100 impianti di upgrading operativi

~100 impianti di upgrading operativi e in costruzione in Europa

e in costruzione in Europa

I veicoli a metano in Europa e in Italia

Circa 6,4 milioni di veicoli a metano nel mondo

6,2 milioni di auto, 127.000 autobus,

113.000

camion

Resa annuale in biocarburante per ha (come gasolio/benzina equivalente)

(Fonte: Biofuels – FNR 2006)

MWh/ha/a 14,3

14,3

49,8

15,1

RETE NAZIONALE DEI GASDOTTI

Convenienza economica Biometano:

Convenienza economica Biometano:

impianto da

impianto da ~ ~ 500 m 500 m ^{3 3} biogas /h biogas /h o o 1000 kW 1000 kW _{e e}

1 3 5 7 9 11 13 15

0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3

Valore metano prodotto (€/Nm

di CH

)

B re ak e ve n po in t (a nn i)

Valorizzazione in biometano Valorizzazione in EE

Con valorizzazione in

EE a 28 ^c€/kWhe Con valorizzazione

in biometano

Impianti interaziendali

12 all. suini 1607 t pv 16 all. bovini 2688 t pv 365 t/giorno

(133.000 t/anno)

di effluenti zootecnici all’impianto di biogas Circa 3,5 mil. m ³ biogas all’anno (circa 2,1 mil.

m ³ CH ₄ )

Circa 900 kWe

Conclusioni Conclusioni

• Negli ultimi anni sono stati costruiti diversi impianti di biogas in Italia e in Emilia-Romagna.

• Il Biogas ha una forte potenzialità di crescita in Italia ed in Emilia Romagna e il settore agricolo, zootecnico e agroindustriale possono essere la forza motrice di questa crescita:

• ampia disponibilità di biomasse di scarto ad alta fermentiscibilità;

• l’integrazione con biomasse dedicate investe una percentuale minima della SAU totale;

• Il digestato è un ottimo fertilizzante organico.

Conclusioni Conclusioni

• Occorre potenziare la co-digestione anaerobica di biomasse di varia natura, di scarto e dedicate.

• La digestione anaerobica rimane interessante anche per il trattamento di soli effluenti zootecnici

• La digestione anaerobica offre interessanti

prospettive per l’auto-sostentamento energetico

di impianti finalizzati alla riduzione del carico

azotato di effluenti zootecnici prodotti in Zone

Vulnerabili da nitrati

Conclusioni Conclusioni

La filiera del biogas ha buone prospettive se:

• diventano chiare le procedure autorizzative e di cessione alla rete elettrica;

• si assicura l’utilizzo agronomico del digestato;

• si favorisce l’utilizzo del biogas, dopo purificazione a metano;

• si alzano gli obiettivi ora ipotizzati dal PAN.

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www.crpa.it

s.piccinini@crpa.it

Grazie per l’attenzione

Grazie per l’attenzione