PORFESR 2014 2020 ASSE 1 Ricerca e innovazione

POR-FESR 2014 -2020 ASSE 1 – Ricerca e innovazione Riconversione a biometano di impianti agricoli a biogas: costi, incentivi e fattori critici Il biogas negli allevamenti dopo il 2017: biometano, digestato, produzione elettrica Giovedì 26 ottobre 2017 Cremona. Fiere – Bio. Energy Village Claudio Fabbri Sergio Piccinini

Dal Biogas al Biometano Biogas grezzo Metano (CH 4) Biossido di carbonio (CO 2) Acqua (H 2 O) Idrogeno solforato (H 2 S) Pulizia Ossigeno (O 2) Upgrading Biometano Azoto (N 2) Ammoniaca (NH 3) Silossani ((R 2 Si. O)n) Polveri Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017 Biogas pulito Produzione EE + ET Biocarburante

Tecniche di Upgrading Il mercato è pronto ad offrire tante tecniche, differenti per costo di installazione, performance, consumi energetici, modularità, scalarità, affidabilità…. Tutte si basano su alcuni concetti base: • Ingombro sterico delle molecole • Affinità chimica con carrier • Solubilità • Tensione di vapore Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Monitoraggio CRPA Impianto pilota upgrading c/o impianto biogas agrozootecnico (MO) Produttore Biometano Estense Compressore a vite bistadio 75 k. W. Membrane Air Products. Configurazione a uno o a due stadi. Biogas in ingresso: 312 Sm 3 Biometano dal 1°stadio: 171 Sm 3 Off Gas dal 1°stadio: 141 Sm 3 Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre Biometano dal 2°stadio: 130 Sm 3 2017 Off Gas dal 2°stadio: 41 Sm 3

Monitoraggio CRPA Impianto pilota upgrading c/o impianto biogas agrozootecnico (MO) Gas campionato (14 bar) CH 4 CO 2 H 2 H 2 S N 2 % % mg/Sm 3 % Biogas in ingresso al sistema di upgrading 53, 5 44, 1 0, 54 0, 006 275 1, 9 Biometano dopo uno stadio di filtrazione 84 12, 9 0, 63 <0, 001 96, 4 2, 5 Biometano dopo due 97, 5 0, 89 stadi di filtrazione Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017 0, 31 <0, 001 17, 7 1, 3

In Italia ci sono 7 impianti pilota/dimostrativi Biometano in Europa (Fonte EBA) Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Biogas in Italia (2016) Fonte elaborazione dati TERNA, 2016 La grande spinta allo sviluppo del settore dettata dalla TO 280 €/MWh non è proseguita con il decreto 6 luglio 2012. Solo 85 MW installati negli ultimi 4 anni Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Quanto sono affidabili gli impianti biogas? Fonte elaborazione dati TERNA, 2016 La bassa affidabilità apparente degli anni precedenti al 2015 (4. 500 h/a) era dettata prevalentemente dallo squilibrio dei nuovi impianti non ancora entrati in produzione rispetto agli impianti in esercizio. Oggi: 7. 300 h/a per gli impianti con colture energetiche e 5. 050 h/a con effluenti Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Cosa facciamo oggi e cosa possiamo fare domani? In un trend di forte riduzione della produzione nazionale di GN, oggi il settore stà producendo il 3, 5% del GN consumato in Italia. Considerando la potenzialità produttiva ad oggi non sfruttata, gli impianti esistenti potrebbero produrre ulteriori 0, 7 Gm 3/a, per arrivare a 3, 3 Gm 3/a. Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Stima indicativa e prudenziale del potenziale dal settore agro-industriale ed agro-zootecnico Materia prima Quantità (t/anno) Deiezioni animali 130. 000 (t/anno) Scarti agro-industria 5. 000 (t/anno) Fanghi di depurazione 3. 500. 000 (t/anno) FORSU 10. 000 (t/anno) Residui colturali 8. 500. 000 (t/anno) Colture energetiche 400. 000 ettari Circa 8 miliardi standard metri cubi annuali Di cui circa 2, 6 miliardi standard metri cubi annuali già prodotti Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017 10

Il biogas/biometano per stabilizzare la rete elettrica Di fronte ad una crescita sempre più importante delle FER NON programmabili (sole e vento) la stabilizzazione della rete con sistemi «programmabili» diventa fondamentale. Il biometano ha questa caratteristica: il processo può essere modulato e la produzione stoccata. Oltre alla produzione partendo da carbonio biogenico, il settore ha ancora un grande potenziale inespresso rappresentato dalla metanazione della CO 2 con H 2 rinnovabile (Power. To. Gas – P 2 G). Un anello determinante per l’interconnessione delle reti energetiche nazionali. Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

…. E non solo biocarburanti Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Produrre biometano …… e’ come produrre biogas, MA • • • Il nuovo decreto definisce l’uso come «Biocarburante» Durata incentivo: 20 anni o durata incentivo esistente + 10 anni con max 20 anni Valore del CIC: 375 €, equivalente a 32, 25 €/MWh th ovvero 0, 333 €/Sm 3 Valore attuale metano sul mercato: 0, 2 -0, 25 €/Sm 3 Valore della produzione: 0, 333 x 2+0, 22=0, 88 €/Sm 3 Double counting: biomasse residuali e materie cellulosiche di origine non alimentare danno diritto a doppio CIC Conversione impianti esistenti: rinuncia al 30% del fatturato medio aziendale in cambio di produzione senza limitazioni a biometano Coesistenza per TO anche con biomasse diverse da quelle stabilite per double counting Mercato: vendita diretta con distributore o rete o carri, ritiro dedicato GSE. Molecola nella disponibilità del produttore Incentivi aggiuntivi per nuovo distributore e liquefazione Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

Costi di produzione biogas ad elettrico Parametro Caso virtuoso Caso a cereali Biomasse Effluenti + sottoprodotti Cereali insilati Investimenti Maggiori per dimensioni e utilities Minori per semplicità costruttiva Manutenzioni Maggiori per rotture e complessità impianto Standard Autoconsumi 10 -13% 7 -8% 0, 55± 0, 15 0, 67± 0, 1 Costo produzione (€/Sm 3) Valore biometano con double counting (€/Sm 3) 0, 85 -0, 90 A seconda della tipologia di impianto e dei costi di produzione la convenienza a produrre biometano può cambiare in modo considerevole, ma in linea di massima vi sono i margini per impostare un progetto Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017 Caso virtuoso Caso a cereali

Quanto possono produrre gli impianti esistenti/nuovi Elementi di progettazione importanti: • Tipologia di biomasse: la complessità strutturale delle sostanza organica influenza la cinetica di processo; • Volume utile disponibile: aiuta ad utilizzare prodotti a base fibrosa e/o basso contenuto idrico • Carico organico Volumetrico: è funzione dei sistemi di miscelazione • Flessibilità gestionale: pluralità di sistemi di carico e interconnessioni fra digestori • Disponibilità termica per la termostatazione dei digestori, maggiore con sottoprodotti umidi Principali problematiche da affrontare: • Connessione alla rete: distanza, specie e profilo di portata della rete. Il costo può andare da 0 € fino a 2 milioni di euro • Trasporto con carro bombolaio compresso o liquefatto: costi maggiori ma con il GNL valore aggiunto nel consumo. • Autoconsumi elettrici per upgrading: prodotti a biogas o a metano? Dipende dal costo di produzione del metano con le matrici disponibili Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

CRPA e la Ricerca Industriale E’ un laboratorio dedicato alla Ricerca Industriale Rete Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna Sezione AMBIENTE ed ENERGIA Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

gobiom. crpa. it gobiom@crpa. it Go. Bio. M – Bio. Energy Village Cremona, 26 ottobre 2017

POR-FESR 2014 -2020 ASSE 1 – Ricerca e innovazione Grazie per l'attenzione Il biogas negli allevamenti dopo il 2017: biometano, digestato, produzione elettrica Giovedì 26 ottobre 2017 Cremona. Fiere – Bio. Energy Village Claudio Fabbri c. fabbri@crpa. it gobiom@crpa. it