VALORIZZAZIONE ENERGETICHE DELLE VALORIZZAZIONE ENERGETICHE DELLE BIOMASSE ATTRAVERSO PROCESSI DI BIOMASSE ATTRAVERSO PROCESSI DI GASSIFICAZIONE: GASSIFICAZIONE:

LE ESPERIENZE ENEALE ESPERIENZE ENEA

Antonio MolinoENEA - Membro dell’IEA International Energy Agency - Bioenergy

AIAT Associazione Ingegneri per l’Ambiente e il Territorio

Ordine degli Ingegneri della Provincia di Napoli

Workshop:BIOGAS: OPPORTUNITA' E PROSPETTIVE FUTURE

PROGETTORE­MIDA

www.stabulum.it

Napoli, Mostra d’Oltremare 9 Aprile 2015

CONSUMO INTERNO LORDO DI ENERGIA PER FONTE IN ITALIA: CONFRONTO 2005 - 2013

CONTRIBUTO % DELLE DIVERSE FONTI RINNOVABILI RIFERITE AI CONSUMI ELETTRICI IN ITALIA NEL 2012 E TARGET AL 2020

CONTRIBUTO % DELLE DIVERSE FONTI RINNOVABILI RIFERITE AI CONSUMI DI ENERGIA TERMICA IN ITALIA AL 2012 E TARGET AL 2020

CONSUMO DI BIOMASSE LEGNOSE IN ITALIA (2013)

CONSUMO % DI BIOMASSE LEGNOSE IN ITALIA PER CATEGORIE DI APPARECCHI/IMPIANTI (2013)

CONSUMI DI COMBUSTIBILE E CARBURANTI PER RISCALDAMENTO E TRASPORTI NEL 2013

COSTO DELL’ENERGIA PRIMARIA IN ITALIA IN €/MWh, IVA E TASSE INCLUSE, AL CONSUMATORE FINALE (NOVEMBRE 2014)

PRODUZIONE DI ELETTRICITA’ DA BIOENERGIE IN ITALIA (2000-2012)

IMPIANTI PER LA PRODUZIONE DI ELETTRICITA’ DA BIOENERGIE IN ITALIA NEL 2013

COMPOSIZIONE PARCO IMPIANTI DI POTENZA A BIOENERGIE IN ITALIA NEL 2013

SVILUPPO PREVISTO DELLA PRODUZIONE ELETTRICA DA BIOMASSE SOLIDE IN ITALIA

LIMITATIONS ON POTENTIAL:

• Forests up 1500m;

• Slope roads > 40%;

• Accessibility Road;

• Protected natural areas.

www.atlantebiomasse.enea.it/

CONSIDERING ONLY THE ROUTINE MAINTENANCE OF FORESTS

The proposed methodology is based on the use of map data and inventory to produce a geographically detailed on provincial scale that we can use to

estimate the size of the power plant with a WEB Geographic Information System.

NATIONAL ENERGY POTENTIAL: FORESTSResidual Biomass

PRUNING: 4.900ktonn2MTep

STRAWS: 15.700ktonn 6MTep

WOOD FOREST 2180ktonn 1MToe

POMACES & MARC: 1.320ktonn 1MTep

TOTAL BIOMASS 10MToe (~ 53 TWh)Italian electrical consuption 330 TWh (from Terna 2010)

NATIONAL ENERGY POTENTIAL: Agroindustrial residual Biomass

AGROINDUSTRIAL BIOMASSES 22.000ktonn 9MToe

2010 Italian Renewable Energy Action Plan

Italian Target from Biomass

~ 9,8MToe – 7,4%

TOTAL final energy consumption from RES

POTENZIALE NAZIONALE DELLE BIOMASSE

ENERGIA DA BIOMASSE VIA GASSIFICAZIONE

Biomassa

DIFFERENTI TECNOLOGIE DI GASSIFICAZIONE

USI FINALI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTICA/CALORE

TIPOLOGIA & COMPOSIZIONE DELLE 

BIOMASSE

PIATTAFORMA SPERIMENTALE ENEA PER LA GASSIFICAZIONE DELLE BIOMASSE

TECNOLOGIE ED IMPIANTI DI GASSIFICAZIONE IN ENEA

BiomassaSyngas grezzo

Aria

Vapore

LETTO FISSO DOWNDRAFT

LETTO FISSO UPDRAFTIdoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCIprevio cleaning spinto del syngas

LETTO FLUIDO RICIRCOLO INTERNO

Gas grezzo

AriaZona di  

combustione

Biomassa

OssigenoVapore

Syngas pulito

LETTO FLUIDO CATALITICO RICIRCOLANTE

Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI, MTG, FC o alla produzione di biocombustibili da Fischer Tropsh

Syngas pulito

VaporeAria

Fumi di Combustione

Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI e/o biocombustibili

Idoneo alla produzione di Energia Elettrica con MCI

PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES - BRISK

Progetti ENEA in ambito valorizzazione energetica di biomasse via gasification processes – PON µ-PERLA

PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES – HY TRACTOR

Attività ENEA: Generazione di H2 puro dalla gassificazione di biomasse per applicazioni in Fuel cell

PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES – HY TRACTOR

PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES – HY TRACTOR

PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES – UNIfHY

REALIZZAZIONE DI UN IMPIANTO DI GASSIFICAZIONE ALIMENTATO A BIOMASSE PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E BIOMETANO SNG

BIOMETANO per l’ AUTOMOTIVE

TRIGENERAZIONE

IL PROGETTO ENERPARK

PRODUZIONE DI ELETTRICITA

BIOCOMBUSTIBILI LIQUIDI &CHEMICALS

Lignina30%

Emicellulosa25%

Cellulosa45%

OUTPUT ENERGETICI

Altri USI FINALI dell’impianto:IMMISSIONE RETE

DISTRIBUZIONE

LE BIOMASSE UTILIZZATE SARANNO SOLO QUELLE DERIVANTI DA MANUTENZIONE ORDINARIA DI SUPERFICI MARGINALI QUALI LE PERTINENZE STRADALI DEL PARCO DI GALLIPOLI COGNATO FINALIZZATO AL RECUPERO ED ALLA VALORIZZAZIONE ENERGETICA

Il Reperimento della materia prima: LA BIOMASSA

RAMAGLIE

La gestione sostenibile dei boschi contribuisce al mantenimento e rivitalizzazione delle attivitàtradizionali sul territorio nonché alla valorizzazione delle risorse endogene presenti sul territorio stesso. E’ necessario pertanto proseguire l’opera di miglioramento dei soprassuoli boscati attraverso gli interventi di: rinaturalizzazione dei rimboschimenti, diradamenti dei soprassuoli, conversioni all’alto fusto di cedui invecchiati, “selvicoltura preventiva” a fini antincendio.

PIANTE VECCHIE O MALATE SEGNALATE DALLA GUARDIA FORESTALE

PROGRAMMA TRIENNALE DI FORESTAZIONE 2009/2011

Carta Forestale Regionale risulta che circa 32.000 ettari di boschi sono costituiti da “popolamenti transitori” . Circa la metà di tali formazioni sono costituiti dai cosiddetti cedui invecchiati di proprietà pubblica

UTILIZZO DEL PORTALE “ATLANTE NAZIONALE DELLE BIOMASSE” PER LA QUANTIFICAZIONE LOCALE DI BIOMASSE DERIVANTI DALLA MANUTENZIONE ORDINARIA DI SUPERFICI MARGINALI NELLE PERTINENZE STRADALI DEL PARCO DI GALLIPOLI COGNATO

Il Reperimento della materia prima: LA BIOMASSA

PARCO DI GALLIPOLI COGNATO

0 – 10%11 – 20%21 – 40%41 – 60%> 61 %

PENDENZE

0 – 8%8 – 20%20 – 32%32 – 44%> 44%

PENDENZE

ACCETTURA

RECEPITO ALL’INTERNO DELL’ACTION PLAN MSE PER L’IMPLEMENTAZIONE DELLA DIRETTIVA 2009/28/CE, LA 20-20-20

http://ec.europa.eu/energy/renewables/transparency_platform/action_plan_en.htm

www.atlante biomasse.enea.it

Individuata l’area di approvvigionamento potenziale, si èproceduto all’individuazione delle aree boschive incluse nel buffer di 1 km dalla strada, in modo da minimizzare il costo per il reperimento della biomassa dal bosco al punto di raccolta e trasporto posto in corrispondenza della strada principale ed inoltre è stata valutata la pendenza delle aree boschive del bacino di approvvigionamento, risultata inferiore all’8% e quindi di facile reperimento.

Cattura della CO2

Unità di metanazione

PROGETTI ENEA IN AMBITO VALORIZZAZIONE ENERGETICA DI BIOMASSE via GASIFICATION PROCESSES – AdP ENEA-MSE: BIOPOWER & BIOFUELS PRODUCTION

Gassificatore in condizioni supercritiche

Gassificazione di matrici organiche in acqua a condizioni supercritiche

SCWG

Impianto bench scale di bioSNG

PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA E BIOMETANO AD ELEVATA PRESSIONE

CICLO A VAPORE SUPERCRITICO

Caratteristiche biogas upgrading

Pressione al 1° e 2° stadio(bar) 20, 20

Purezza in CH4(%Vol) 98

Purezza in CO2(%Vol) 98.1

Recupero di CH4(%Vol) 99.7

Costo esercizio(€cent/Nm3 biogas upgradato)

6.5

Costi totali incluso biogas grezzo(€cent/Nm3 biogas upgradato)

15

Modulo di upgrading

Produzione di biometano per l’immissione in rete distribuzione, la Mobilità ad impatto zero e la generazione distribuita di energia elettrica

Impianto di upgrading

Sala Controllo

Digestione

anaerobica

SETTORE AUTOMOTIVE

COGENERAZIONE

IMMISSIONE RETE DISTRIBUZIONE

Settore dei trasporti e biocombustibili

CONCLUSIONI

La gassificazione delle biomasse è un processo che si presta a diversi ambiti di applicazione ai fini energetici:

Produzione di Energia elettrica e calore:In tal senso rispetto ad altre FER i costi di produzione da biomassa sono più alti ma la politica di incentivazione del DM 6 luglio 2012 rende la produzione di energia elettrica e calore da gassificazione conveniente e integrabile nel sistema di produzione nazionale, specie per piccoli impianti

Produzione di Biocarburanti di sintesi:Elevati costi di produzione rispetto a quelli di origine fossile . In tale direzione incentivi ad hoc potrebbero aiutare lo sviluppo del settore

GRAZIE PER L’ATTENZIONE

E’ necessario guidare il processo in atto di crescita complessiva della bioenergia in Italia, evitando il rischio di possibili distorsioni che potrebbero influire negativamente su un comparto vitale e dalle grandi potenzialità per la salvaguardia del territorio e la decarbonizzazione dell’economia del futuro. In tal senso lo sviluppo di filiere corte e un ruolo di maggior rilievo dell’agricoltura può essere elemento chiave per lo sviluppo di bioenergie sostenibili