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Aula Magna Rettorato dell’Università di Xxxxxxx, Xxxxxx Xxx Xxxxx 0 Venerdì 15 febbraio 2019
Regione Toscana
Progetto finanziato con il contributo determinante dell’accordo di programma MIUR-Regione Toscana DGRT 1208/2012- Accordo di programma quadro MIUR-MISE-Regione Toscana DGRT 758/2013 PAR FAS 2007-2013 - Linea d’azione 1.1 Bando per il finanziamento di progetti di ricerca fondamentale, ricerca industriale e sviluppo sperimentale realizzati congiuntamente da imprese e organismi di ricerca in materia di nuove tecnologie del settore energetico, fotonica, ICT, robotica e altre tecnologie abilitanti connesse bando FAR-FAS 2014
Sea Risorse S.p.A.
CNR - ICCOM
Xxxx S.p.A
Cavalzani INOX
UNIFI-DIEF
PIN S.c.r.l.
Bioidrogeno e Biometano da codigestione anaerobica di FORSU, produzione di fonti energetiche e fertilizzanti rinnovabili per l’efficientamento di impianti di pubblica utilità
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Xxx. Xxxxxxxx Xxxxxxxx
Università degli Studi di Firenze
Dipartimento di Ingegneria Industriale - DIEF
« Presentazione delle Linee Guida per la replicabilità del modello Bio2Energy »
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Sommario
❑ Introduzione
❖ Il processo di Digestione Anaerobica
❖ La co-digestione di fanghi e FORSU
❖ Modello Bio2Energy e la sua replicabilità
❑ Applicazione industriale del processo di co-digestione
❖ L’importanza di una buona raccolta differenziata
❖ Pre-trattamenti della FORSU
❑ Risultati ottenuti dall’esperienza di Bio2Energy
❖ Ottimizzazione energetica: il biometano
❖ Sostenibilità ambientale: recupero di materia ed energia
❖ Convenienza economica
❖ Replicabilità a scala regionale
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Background
⮚ Deficit in termini di qualità della raccolta differenziata;
⮚ Deficit impiantistico per il trattamento ed il compostaggio dell’organico e la necessità di migliorare alcuni impianti e la rete di commercializzazione valorizzando le esperienze positive esistenti ed estendendo i risultati virtuosi;
⮚ Mancanza di impianti di digestione anaerobica attivi e la necessità di
accelerare gli impianti in fase di progetto e costruzione
⮚ Dati ISPRA per anno 2016 >> Trattamento FORSU a Compostaggio
⮚ TOTALE Capacità autorizzata 397.600 t/a
⮚ A fronte di FORSU prodotta pari a 489.193 t/a
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Il processo di Digestione Anaerobica
La produzione di fanghi da trattamento delle acque reflue urbane (CER 190805) in Toscana nel 2016 ammonta a 276.453 tonnellate/anno e costituisce l’8,7% del totale di fanghi prodotti a livello nazionale. Le forme di gestione dei fanghi sono così ripartite:
✓ 53,1 % operazioni di smaltimento
✓ 43,6 % operazioni di recupero di cui R3* (62,1%)
✓ 3,2 % stoccaggio (al 31/12/2016)
R3*: Riciclo/recupero delle sostanze organiche non utilizzate come solventi,
comprese le operazioni di compostaggio o altre trasformazioni biologiche
AR | FI | GR | LI | LU | MS | PI | PT | PO |
1 | 4 | 2 | 1 | 3 | 1 | 3 | 1 | 1 |
Dati ISTAT - anno 2015
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Digestione Anaerobica dei rifiuti – anno 2017
Capacità autorizzata e tipologia di rifiuti trattati per regione (tonnellate)
❑ Presenza sul territorio nazionale al 2017 di
n. 24 impianti di DA operativi
❑ Capacità trattamento
autorizzata di
1.037.536 tonnellate - possibilità di incremento
del flusso trattato
❑ In Toscana al 2017 non sono presenti impianti di
DA operativi per la
gestione dei rifiuti urbani
Dati ISPRA: Rapporto Xxxxxxx Xxxxxx – Edizione 2018 FORSU 35,7% FANGHI 46,9%
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La co-digestione di fanghi e FORSU
L’efficienza del sistema di trattamento biologico (fanghi attivi) della filiera di trattamento acque reflue dipende dalla disponibilità di COD nell’acqua trattata. Per limitare la riduzione del carico organico in ingresso alle vasche di ossidazione spesso avviene il by-pass dei sedimentatori primari e quindi:
▪ COD solido viene trattato nelle vasche
della linea acque anziché essere digerito anaerobicamente
• Carico lentamente biodegradabile viene digerito nelle vasche aerobiche
• Dimensionamento impianti trattamento acque reflue basato su un previsto aumento della loro produzione non
avvenuto
I fanghi di supero caratterizzati da BASSI CARICHI ORGANICI e le rese specifiche di produzione di biogas minori di 0,2 m3/kg VS con efficienza di rimozione dei VS tra 20 e 30%
Si sono rese disponibili capacità di trattamento non utilizzate, in particolare relativamente al comparto di digestione dei fanghi di supero SOTTO-UTILIZZAZIONE dei DIGESTORI
La DA dei fanghi di supero è spesso un processo scarsamente efficiente da un punto di vista energetico
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La co-digestione di fanghi e FORSU
Il processo di co-digestione prevede l’utilizzo di substrati organici di diversa origine al fine di incrementare le rese di produzione di biogas e le efficienze di degradazione tramite effetti sinergici fra i substrati trattati.
VANTAGGI SVANTAGGI
❖ Raggiungimento dei contenuti d’acqua richiesti dal processo
❖ Apporto di nutrienti, altrimenti mancanti
❖ Diluizione di eventuali composti inibenti (ammoniaca e i prodotti di degradazione dei lipidi) e indesiderati (metalli pesanti, farmaci e
patogeni)
❖ Elevata reperibilità dei substrati sul territorio
❖ Il basso rapporto C/N dei fanghi e la loro
elevata capacità tampone li rendono adatti ad essere trattati con substrati con elevato contenuto di sostanza organica e bassi valori di alcalinità
❖ Aumento dei surnatanti estratti dopo la
disidratazione finale
❖ Alta variabilità della composizione della FORSU
in ingresso (stagionalità, circuito di raccolta
❖ Variabili ratei di produzione di biogas e rendimenti di rimozione della frazione volatile in
funzione delle caratteristiche dei substrati in ingresso e delle condizioni operative dei digestori (miscelazione, processi mono-stadio o bi-stadio, condizioni termofile o mesofile)
❖ Necessità di adeguamento dei sistemi di miscelazione dei digestori e introduzione di una sezione di pre-trattamento spinto della FORSU
in ingresso
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Modello Bio2energy e sua replicabilità
Modello Bio2Energy
LINEA ACQUE – Art.
124 Parte III D.Lgs.
152/2006
Prima di Bio2Energy
LINEA FANGHI –
LINEA FANGHI –
Art 208 Parte IV del D.Lgs 152/2006
Art. 124 Parte III D.Lgs. 152/2006
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Replicabilità: percorso normativo
❑ Linea acque – Gestore Acque
❖ Art 124 Parte III del D.Lgs 152/2006 ss.mm.ii «Autorizzazione allo scarico di impianti di depurazione delle acque reflue».
❑ Linea fanghi – Gestore Rifiuti
❖ Art 124 Parte III del D.Lgs 152/2006 ss.mm.ii «Autorizzazione allo scarico di impianti di depurazione delle acque reflue».
❖ Art 208 Parte IV del D.Lgs 152/2006 ss.mm.ii «Autorizzazione unica per i
nuovi impianti di smaltimento e di recupero dei rifiuti».
❖ R1: utilizzazione principale come combustibile o altro mezzo per produrre energia
❖ R3: riciclo/recupero delle sostanze organiche non utilizzate come solventi (comprese le operazioni di compostaggio e altre trasformazioni biologiche)
Efficientamento di impianti di pubblica utilità esistenti Compatibilità
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Replicabilità: percorso normativo
❑ Tabelle di controllo parametri per surnatante fanghi e FORSU
FORSU | Fango di supero | Surnatante da ispessimento/disidratazione | Digestato | Biogas |
Parametri (per bilancio di massa ed energia) | Parametri (per bilancio di massa ed energia) | Parametri (per autorizzazione allo scarico) | Parametri (per invio ad impianti di recupero) | Parametri (per bilancio di massa ed energia) |
merceologica | TCOD (gO2/gTS) | pH | TCOD (gO2/gTS) | %CH4 |
TCOD (gO2/gTS) | TS-TVS(%TS) | COD | TS-TVS(%TS) | %CO2 |
TS-TVS(%TS) | TVFA mgCOD/l | SST | TVFA mgCOD/l | %CO |
TVFA mgCOD/l | TKN (%TS) | TS-TVS | TKN (%TS) | %H2S |
TKN (%TS) | Ptot (%TS) | Ptot | Ptot (%TS) | %Nox |
Xxxx (%XX) | XXX | Xxxx | XXX | Xx |
XXX | Xxxxxxxxxxx X00-X00 | Tutti i parametri dello scarico in fognatura (metalli, etc.) | Idrocarburi C10-C40 | %O2 |
Idrocarburi C10-C40 | metalli | metalli | ||
metalli | Tensiottivi, pesticidi | |||
Rapporto C/N | Salmonelle, E.coli |
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L’importanza di una buona RD
Analisi merceologiche
Materiale | FORSU 1 | FORSU 2 | FORSU 3 | FORSU 4 | FORSU 5 | FORSU 6 |
Raccolta | PaP | Cassonetto | PaP | PaP | PaP | PaP |
Comune | Viareggio (LU) | X.Xxxxxxxx (FI) | Viareggio (LU) | Agliana (PT) | Prato (PO) | Vinci (FI) |
Umido – FW1 (%) | 81.1 | 45.8 | 84.1 | 51.3 | 90.9 | 69.7 |
Verde (%) | 11.4 | 44.7 | 11.3 | 45.7 | 1.5 | 22.9 |
Rifiuti tessili (%) | 0.0 | 0.5 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
Carta e cartone (%) | 0.3 | 2.2 | 0.0 | 0.3 | 0.1 | 0.5 |
Metalli (%) | 0.1 | 0.1 | 0.0 | 0.1 | 0.1 | 0.0 |
Plastica (%) | 2.1 | 1.7 | 3.5 | 1.6 | 3.2 | 0.9 |
Legno (%) | 1.9 | 1.1 | 0.0 | 0.0 | 0.1 | 3.9 |
Vetro (%) | 0.1 | 1.2 | 0.0 | 0.4 | 0.2 | 0.0 |
Altro (%) | 3.0 | 2.6 | 1.1 | 0.6 | 3.8 | 2.0 |
Totale (%) | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 | 100.0 |
✓ Maggior contenuto di frazioni non desiderate: FORSU2 (raccolta con cassonetto stradale) ≈10%
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L’importanza di una buona RD
Test di biometanazione della FORSU
Substrato | Tipologia di raccolta | FW (%) | Verde (%) | BMP (Nm3biogas/t) | BMP (NLCH4/kgTVSsub) | CH4 (%) |
FORSU 1 | PaP | 81.1 | 11.4 | 162.7 ± 8.0 | 481.1 ± 23.6 | 57.2 ± 0.6 |
FORSU 2 | Cassonetto stradale | 45.8 | 44.7 | 126.1 ± 9.5 | 335.1 ± 25.2 | 58.3 ± 0.3 |
FORSU 3 | PaP | 84.1 | 11.3 | 159.2 ± 9.0 | 373.1 ± 21.1 | 53.3 ± 0.1 |
FORSU 4 | PaP | 51.3 | 45.7 | 133.4 ± 6.6 | 421.0 ± 20.7 | 58.6 ± 0.1 |
FORSU 5 | PaP | 90.9 | 1.5 | 184.5 ± 5.5 | 554.8 ± 16.5 | 56.7 ± 0.2 |
FORSU 6 | PaP | 69.7 | 22.9 | 137.4 ± 2.8 | 387.7 ± 8.0 | 56.8 ± 0.4 |
✓ Cassonetto stradale: elevato contenuto di
verde, minore produzione di CH4
Lignina 25%
Cellulosa 45%
Emicellulosa
30%
✓ Contenuto FW: maggiore è il contenuto di FW, maggiore è la produzione di CH4
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Pre-trattamento della FORSU
Al fine di poter introdurre la FORSU all’interno del sistema di DA è necessario prevedere una sezione di pre- trattamento, che ne renda idonee le caratteristiche alla digestione combinata con i fanghi. I sistemi di pre- trattamento si basano su sistemi di tipo meccanico e fisico e sono caratterizzati dalle seguenti operazioni:
⮚ Dilacerazione e riduzione dimensionale - per mezzo di trituratori
⮚ Separazione gravimetrica e dimensionale delle componenti solide
SCOPO
ridurre il più possibile il contenuto di materiale estraneo che può comportare problematiche sia dal punto di vista impiantistico (danni, usura, blocchi, intasamenti) sia processistico (inibizione, tossicità) e che quindi non contribuisce alla produzione di biogas.
o Plastiche e gomme
o Metalli
o Tessili
o Materiali cellulosici
o Materiali lignei (sfalci e potature in genere)
o Vetro ed inerti (compresi gusci di crostacei e mitili)
La scelta della tecnologia di pre-trattamento della FORSU è finalizzata ad ottenere:
✓ Piena compatibilità con le tecnologie di DA già esistenti negli impianti di depurazione dotati di linea fanghi per la stabilizzazione anaerobica dei fanghi di supero
✓ Minor quantitativo di «non digeribili» all’interno della frazione organica
✓ Basso contenuto di materiale organico nello scarto della selezione
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.
Tecnologia con PULPER
Tecnologia «ad umido» costituita da un contenitore agitato in cui si ottiene in contemporanea lo “spappolamento” della frazione organica, la miscelazione con un fluido (acqua o fanghi) e la separazione gravimetrica dai materiali indesiderati.
Tecnologia con PRESSO-ESTRUSORE
Tecnologia «a secco» che si basa sulla separazione fisica delle frazioni. Il principio si basa su una forte differenza di pressione a cui viene sottoposto il rifiuto in una camera (cilindro) di estrusione forata da cui si ottiene la fluidificazione delle parti propriamente organiche che vengono separate da quelle meccanicamente più resistenti.
❑ Gli indesiderati si separano dalla miscela formando una sospensione della frazione leggera e la frazione pesante che sedimenta
❑ Non sono previsti trattamenti a monte (eventualmente rompi sacchi)
❑ Stazione di ciclonatura a valle per rimozione delle sabbie residuali
❑ Direttamente alimentato con il materiale
❑ La tipologia di separazione sembra favorire il processo di digestione
❑ Scarto inferiore al 20%
SOLUZIONE CON “PULPER” | SOLUZIONE CON “PRESSO-ESTRUSORE” | |
VANTAGGI | • Numerose applicazioni per la FORSU e per le altre matrici organiche • Richiesti pochi trattamenti a monte • Spappolamento di tipo idraulico • Buona flessibilità in termini qualitativi e quantitativi • Adattamento ad impianti esistenti • Poco ingombro | • Tecnologia già impiegata per rifiuti urbani • Trattamenti a valle e a monte limitati • Buona flessibilità in termini qualitativi e quantitativi • Formazione di una miscela liquida ad alta digeribilità • Buona affidabilità |
SVANTAGGI | • Sono necessari post-trattamenti a valle del pulper • Consumi elevati di acqua di processo per l’affinamento finale • Necessità di un impianto di trattamento del surnatante di risulta | • Elevati consumi elettrici • Poca flessibilità in termini quantitativi |
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La progettazione della sezione di pre-trattamento della FORSU si basa quindi sulla necessità di ottenere una purea contenente al minimo la quantità di materiale non digeribile, limitando nello scarto il quantitativo di materiale organico. Le operazioni di pre-trattamento dipendono dal processo di DA a secco o ad umido. Nel primo caso le operazioni non prevedono la diluizione in fase di selezione, mentre nel secondo caso, già in fase di selezione si provvede alla miscelazione con acqua o fanghi ed alla contemporanea separazione della frazione leggera (plastica) e pesante.
L’impianto, comprensivo di sezione di pre-trattamento e di affinamento finale, deve essere progettato
per ottenere:
❖ Rimozione degli inerti : senza provocarne la riduzione in «sabbia»
❖ Gestione di FORSU con quantitativi variabili di materiali indesiderati: quantitativi di indesiderati anche pari al 30% in peso e della dimensione di 250 mm;
❖ Rimozione limitata degli indesiderati: garantire la rimozione del 90% dei materiali di scarto senza
che lo scarto complessivo superi il 150% in peso dello scarto contenuto nella FORSU t.q.;
❖ Trattamento con aggiunta limitata di liquidi: limitare l’aggiunta di liquidi per trattamento (fango/acqua) al massimi a 0,1 mc/ton di Forsu t.q.;
❖ Sezione di miscelazione: che possa garantire l’allontamento di materiali inerti e la creazione di una
miscela con tenori di secco adeguati all’inserimento nell’esistente linea di digestione anaerobica
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Pre-trattamento della FORSU – Dark Fermentation
✓ Per quanto riguarda la prova di co-digestione, il miglioramento della produzione di biogas e la qualità del biogas
sono stati addirittura superiori alla digestione a due stadi del solo FW.
✓ In merito alla produzione specifica di biogas, i risultati hanno registrato un aumento complessivo del 50% e in relazione alla qualità del gas, il sistema a due stadi ha mostrato un biogas ricco di idrogeno nel primo reattore fermentativo (in media pari al 20,2%) e un miglioramento del contenuto di metano nel secondo digestore metanogenico, che è passato dal 61,2% ottenuto per l'esperimento monofase a 73,5% per quello bifase. Tali aumenti sono dovuti al miglioramento dell'idrolisi del substrato.
✓ Altri vantaggi aggiuntivi del processo a due stadi sono associati alla riduzione complessiva dell'HRT e alla maggiore rimozione di solidi volatili (+ 14%).
✓ Questo implica quindi una riduzione del volume del digestore e dei costi di investimento mentre l'aumento della rimozione dei solidi volatili è associato a un più alto grado di stabilizzazione del digestato, che è un problema rilevante quando si considera il suo smaltimento finale.
Parametro | Tecnologia a due stadi |
OLR (kgTVS mr-3 d-1) | 27.6 |
HRT (d) | 1.5 |
Produzione specifica di idrogeno - SHP (NLH2 kgTVS-1 d-1) | 20.2 |
Incremento della produzione di biogas – SGP (%) | + 50.2% |
Incremento della produzione di metano - SMP (%) | + 63.5% |
Incremento della degradazione di sostanza organica - ηTVS (%) | + 13.9% |
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Pre-trattamento della FORSU – Dark Fermentation
✓ I vantaggi della tecnologia a due stadi sono principalmente attribuibili al miglioramento del secondo stadio metanogenico, il quale biogas è caratterizzato da un contenuto significativamente più alto di metano rispetto al processo tradizionale ad uno stadio. Da questo punto di vista, l'operazione di un primo reattore fermentativo deve essere considerata come un pretrattamento di DA piuttosto che una tecnologia per produrre idrogeno.
✓ Con l'obiettivo di massimizzare ulteriormente l'aumento della produzione di metano nel secondo reattore, studi recenti si sono concentrati sull’insufflazione del biogas ricco di idrogeno del primo reattore di DF all’interno del digestore metanogenico (Xxxxxxx et al., 2015; Xxx et al., 2016).
38,6% di
aumento SMP
(Xxx et al. 2016)
✓ In questo modo, il metano non viene solo prodotto seguendo il percorso acetoclastico attraverso la degradazione dei VFA, ma è anche significativamente generato da batteri idrogenotropici che ossidano anaerobicamente l'idrogeno e il biossido di carbonio. Adottando questa configurazione, il contenuto di metano nel biogas può superare l'89% v/v aumentando notevolmente il suo rendimento energetico (Xxxxxxx et al., 2015).
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Ottimizzazione energetica
• Utilizzo del biogas come combustibile in un’unità di cogenerazione per produrre l’energia termica
necessaria al sostentamento del processo anaerobico ed energia elettrica.
• Differenti scenari analizzati:
• Utilizzo nel cogeneratore di tutto il biogas prodotto
• Surplus di energia termica riutilizzata nel processo (essicazione fanghi), in utenze esterne (teleriscaldamento e raffrescamento) o per aumentare la produzione di energia elettrica
• Surplus di energia elettrica ceduto alla rete
• Utilizzo nel cogeneratore del solo biogas necessario al sostentamento termico del processo
• Produzione di bio-metano utilizzando un sistema di upgrading integrato nel processo
(recuperi energetici interni)
• Produzione di bio-LNG integrando al sistema di upgrading anche un sistema di liquefazione
• La seconda opzione apparare più promettente:
• Possibilità di incentivi legati alla produzione di bio-metano
• Utilizzo come combustibile nei veicoli a servizio dell’impianto (metano compresso o LNG)
• Immissione in rete del bio-metano (dipendenza dai costi di allacciamento c.a. 500 €/m)
• Vendita dell’LNG prodotto
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Il Biometano - DECRETO 2 marzo 2018 Promozione dell'uso del biometano e degli altri biocarburanti avanzati nel settore dei trasporti (GU Serie Generale n.65 del 19-03-2018)
Art 1 comma 5.b)
5. Ai soli fini del presente decreto si applicano le seguenti definizioni: a) biogas: comprende il biogas derivante da digestione anaerobica, il gas prodotto per via termochimica (quali i processi di gassificazione di biomasse), il gas di discarica e i gas residuati dai processi di depurazione; b) biometano avanzato: il biometano ottenuto a partire dalle materie elencate nella parte A dell’allegato 3 del decreto del Ministro dello sviluppo economico 10 ottobre 2014 e successive modifiche; c) sottoprodotti: le materie definite nell’Allegato 1- Parte A - al presente decreto; d) Produttore di biometano: il soggetto responsabile titolare delle autorizzazioni alla costruzione e all’esercizio dell’impianto di produzione di biometano.
Art 11 comma 1. a)
(Modifiche e integrazioni al decreto ministeriale 10 ottobre 2014)
1. Il decreto del Ministro dello sviluppo economico 10 ottobre 2014 è così modificato ed integrato:
a. All'articolo 2, comma 1, la lettera c) è sostituita dalla seguente: “c) biocarburanti avanzati: biocarburanti, compreso il biometano, e altri carburanti prodotti esclusivamente a partire dalle materie prime elencate nell’allegato 3 parte A
ad esclusione delle materie prime elencate nell’allegato 3 parte B. È riconosciuto come biocarburante avanzato, anche il biometano prodotto dagli impianti con autorizzazione all'esercizio che riporti in modo esplicito l'indicazione di utilizzo delle biomasse di cui all'Allegato 3, parte A, in codigestione con altre materie di origine biologica, queste ultime in percentuale comunque non superiore al 30% in peso. In tali casi è considerato biocarburante avanzato il 70% della produzione di biometano. La verifica dei requisiti della materia prima avviene con le medesime modalità stabilite dall'articolo 4, comma 6, del decreto 5 dicembre 2013.”
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Il Biometano - DECRETO 2 marzo 2018 Promozione dell'uso del biometano e degli altri biocarburanti avanzati nel settore dei trasporti (GU Serie Generale n.65 del 19-03-2018)
ALLEGATO 3
Parte A: Materie prime e carburanti che danno origine a biocarburanti contabilizzabili come avanzati.
a) Alghe, se coltivate su terra in stagni o fotobioreattori.
b) Frazione di biomassa corrispondente ai rifiuti urbani non differenziati, ma non ai rifiuti domestici non separati soggetti agli obiettivi di riciclaggio di cui all’articolo 181 e allegato E del decreto legislativo 3 aprile 2006, n.152.
c) Rifiuto organico come definito all'articolo183, comma 1 lettera d), proveniente dalla raccolta domestica e soggetto alla raccolta differenziata di cui all'articolo183, comma 1, lettera p), del decreto legislativo 3 aprile 2006, n.152.
d) Frazione della biomassa corrispondente ai rifiuti industriali non idonei all'uso nella catena alimentare umana o animale, incluso materiale proveniente dal commercio al dettaglio e all'ingrosso e dall'industria agroalimentare, della pesca e dell'acquacoltura, ed escluse le materie prime elencate nella parte B del presente allegato.
e) Paglia.
f) Concime animale e fanghi di depurazione.
g) Effluente da oleifici che trattano olio di palma e fasci di frutti di palma vuoti.
h) Pece di tallolio.
i) Glicerina grezza.
l) Bagasse.
m) Vinacce e fecce di vino.
n) Gusci.
o) Pule.
p) Tutoli ripuliti dei semi di mais.
q) Frazione della biomassa corrispondente ai rifiuti e ai residui dell'attività e dell'industria forestale quali corteccia, rami, prodotti di diradamenti precommerciali, foglie, aghi, chiome, segatura, schegge, liscivio nero, liquame marrone, fanghi di fibre, lignina e tallolio.
r) Altre materie cellulosiche di origine non alimentare definite all'articolo 2, comma 1, lettera q-quinquies).
s) Altre materie ligno-cellulosiche definite all'articolo 2, comma 1, lettera q-quater), eccetto tronchi per sega e per impiallacciatura.
t) Carburanti per autotrazione rinnovabili liquidi e gassosi di origine non biologica.
u) Cattura e utilizzo del carbonio a fini di trasporto, se la fonte energetica è rinnovabile in conformità dell'articolo 2, comma 1, lettera a).
v) Batteri, se la fonte energetica è rinnovabile in conformità dell'articolo 2, comma 1, lettera a).
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Sostenibilità ambientale – Recuperi di materia e energia
Emissioni di CO2
equivalente
indicatore ambientale dell'impatto delle attività umane sul clima globale e sul potenziale effetto serra
Le emissioni evitate date dall’uso dei biofertilizzanti in sostituzione ai fertilizzanti di origine chimica consentono:
❖ -1,15 kg CO2 eq./kg N nel fertilizzante
❖ -0,59 kg CO2 eq./kg P2O5 nel fertilizzante
❖ -0,46 kg CO2 eq./kg K2O nel fertilizzante
Le emissioni evitate date dalla produzione di energia
elettrica in dispositivo cogenerativo consentono:
Per un utilizzo nel cogeneratore di tutto il biogas prodotto, la produzione di biofertilizzanti e di energia elettrica contribuiscono all’impatto totale per valori percentuali rispettivamente pari a
-5% e -77%
Global Warming [kgCO2 eq.]
❖ -0,32 kg CO2 eq./kWh prodotto
Le emissioni evitate per la produzione e la combustione del gas naturale rimpiazzato dal biometano consentono
❖ -0,21 kg CO2 eq./Nm3 CH4 nel biometano
❖ -2,75 kg CO2 eq./kg CH4 nel biometano
3,00E+06
2,00E+06
1,00E+06
0,00E+00
Impatto evitato produzione biometano
Impatto evitato produzione
ammendante
Trasporti
Rifiuti a discarica Trattamento surnatante Richiesta prodotti chimici
Per un utilizzo nel cogeneratore del solo biogas necessario al sostentamento termico del processo, la produzione di biometano contribuisce all’impatto totale per un valore percentuale pari a -88%
-1,00E+06
-2,00E+06
-3,00E+06
Co-digestione + Turbina
Co-digestione + Upgrading
Richiesta risorse naturali Emissioni
Energia termica
Impatto evitato produzione
energia elettrica
Energia elettrica
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Restituire la sostanza organica ai terreni
Azioni della Sostanza Organica sul suolo | |
FISICHE | Favorisce l’aggregazione e la stabilità delle particelle di terreno. Riduce il rischio di erosione del terreno, di ruscellamento superficiale dell'acqua, di compattazione e di formazione di croste superficiali. Regola le proprietà termiche del suolo. Rende i terreni più facilmente lavorabili. |
CHIMICHE | Aumenta la capacità di scambio cationico del terreno. E’ in grado di formare complessi stabili con metalli e di legare altri composti presenti in traccia, contribuendo a ridurre le perdite di micronutrienti, la tossicità potenziale dei metalli e dei prodotti fitosanitari nonché a mantenere in forma assimilabile alcuni ioni che altrimenti sarebbero fissati al suolo. Contribuisce alla capacità tampone nei confronti di agenti acidificanti contribuendo a mantenere il pH del suolo a valori naturali. Riduce le emissioni dei gas serra in atmosfera favorendo l’accumulo di carbonio nel terreno. |
BIOLOGICHE | Fornisce l'energia metabolica necessaria per i processi biologici. Stimola l'attività enzimatica ed incrementa il numero delle specie e l'attività della mesofauna. Fornisce elementi nutritivi (azoto, fosforo e zolfo) agli organismi del suolo. Aumenta la resilienza del suolo. |
Caratteristiche del DIGESTATO
⮚ Stabilità biologica della sostanza organica
in esso contenuta (materiale igienizzato con bassi carichi organici residui)
⮚ Concentrazione di elementi nutrienti: azoto, fosforo e potassio (N, P, K)
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INDUSTRIAL
ENGINEERING
Convenienza economica
RECUPERO
ENERGETICO
Valore medio costo della FORSU con recupero energetico
90 € a tonnellata
108 € in Toscana
130 € fuori Regione
BIO2ENERGY
Valore medio costo industriale sul
0,6 €/m3 con Bio2Energy
fango di supero
BIOMETANO
1 €/m3
con incentivo di 0,8 €/Scm i guadagno sarebbero maggiori
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Replicabilità a scala regionale
✓ Ogni depuratore di capoluogo ha una linea fanghi
✓ Da Indagini condotte all’avvio del progetto Bio2energy si è stimato una capacità di trattamento diffusa nel territorio toscano di oltre 160.000 t/a di FORSU secondo il modello Bio2energy , fissando un OLR pari a 2,2 kgTVS/m3dig die
Depuratori | Volume Reattore (m3) di digestione anaerobica | FORSU trattabile (t/a) |
Pieve a Nievole (PT) | 1.500 | 5.000 |
Poggibonsi (SI) | 2.250 | 7.500 |
Empoli (FI) | 2.250 | 7.500 |
Lasta a Signa (FI) | 28.800 | 96.000 |
Livorno | 9.000 | 30.000 |
Cecina (LI) | 2.550 | 8.500 |
Viareggio (LU) | 4.500 | 15.000 |
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