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1 Utilizzo integrato di biogas e di altre fonti di energia termica ottenute da impianto di depurazione acque reflue civili Claudio Artioli – Responsabile.

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1 1 Utilizzo integrato di biogas e di altre fonti di energia termica ottenute da impianto di depurazione acque reflue civili Claudio Artioli – Responsabile Energy Management – HERA S.p.A. ROMA, aprile 2011

2 2 La crescita di una Multiutility Introduzione BIOGASGEOTERMIA MINI IDRO WTE

3 3 La produzione Energetica di Hera

4 4 I numeri di Hera Delta 2010/2005 (MWh) % Cogenerazione Alto Rendimento (metano) ,1 327 Turboespansione gas ,7-62 Combustione in depuratori (metano) 000,0 Combustione in depuratori (biogas) ,5 95 Idroelettrico ,0-71 Fotovoltaico , Combustione in discariche (biogas) + digestori ,3 241 Termovalorizzazione ,2 87 Produzione Totale (MWh) Produzione Elettrica Tutta la produzione è ottenuta da FR o da assimilati Dal 2005 al 2010 forte incremento della produzione Nonostante il forte incremento del FV questo incide poco sul totale Il 50 % della prod. è ottenuta dalla biomassa/rifiuto

5 5 I numeri di Hera Totale energia termica prodotta (MWh) % Termovalorizzatori (quota rinnovabile al 51%) ,35 Geotermia ,75 Totale fonti rinnovabili ,11 Cogenerazione AR ,54 Cogenerazione AR in service ,44 Totale fonti assimilate ,98 Centrali termiche ,84 Termovalorizzatori (quota non rinnovabile al 49%) ,06 Totale fonti tradizionali ,91 TOTALE ,00 Produzione Termica Oltre il 50 % dellEn. Termica è data FR termiche + recuperi calore da cogen. AR Il Trend è in aumento (grazie soprattutto alla Cogen. AR) Significativo è lapporto dei WTE (ma andrebbe incrementato)

6 6 Evoluzione di un depuratore acque reflue Esempio di utilizzo del biogas in un depuratore acque reflue (schema tipico)

7 7 comprensorio provinciale, del ciclo idrico integrato N° 3 impianti con motore da 800 kWe (1 per ogni depuratore)

8 Impianto Depurazione Acque Reflue Urbane (Romagna) IMPIANTO DI DEPURAZIONE CENTRALE Pot AE ALCUNI DATI Nm3/giorno Biogas ~ 65% CH4 (media) 2.1 Nm3 di biogas in cogenerazione produce: * 2,5 kWh di energia elettrica * 3,0 kWh di energia termica 3.Più di metà dellenergia del biogas serve al ciclo di processo 4.Nel periodo estivo parte dellenergia del biogas è inutilizzabile 1.N motore= 852 kW (138 Nmc/h biogas) 2.Nel= 330 kWe 3.Nter= 400 kWt

9 9 Sed.primaria Filtrazione Ricircolo fanghi Digestione anaerobic a Equalizzazione SCHEMA A BLOCCHI PROCESSO DEPURATIVO Ossidazione Ingresso fognatur a Sollevamento Flottazione Post ispessitore Post ispessitore Grigliatura dissabbiatura Nastropressa filtropressa Denitro Uscita acqua depurata Smaltimento fanghi Sed. secondaria LINEA FANGHI LINEA ACQUE Trattamento bottini Cogenerazione Gasometro Disinfezione in caso di emergenza INTERVENTO

10 10 Vasca di accumuloPreispessitore Gasometro Digestore Biogas SMALTIMENTO Postispessitore Disidratazione 2 % 3,5 % 5 % 20 % 3,5 % Schema di flusso Linea fanghi Torcia

11 11 Digestore Anaerobico Cosa succede nel digestore (a 35-37°C) + Batteri metanigeni Fango (carboidrati, grassi, proteine) Biogas (CH4+CO2) Produzione di biogas = litri per AE\d Gassificazione di circa 1\3 dei solidi totali Il Digestore deve essere riscaldato

12 12 UTILIZZO DEL BIOGAS NEL DEPURATORE Le principali componenti di un impianto di cogenerazione a biogas da reflui di depurazione: Digestori fanghi Gasometro Torcia biogas Gruppo di cogenerazione Energia elettrica Calore Limpianto deve essere sufficientemente grande per potere utilizzare convenientemente il biogas

13 13 Evoluzione nell utilizzo del biogas in un depuratore acque reflue: IL SISTEMA INTEGRATO di Bologna

14 14 Stato attuale dellImpianto di depurazione N° 2 Motori da: 1.Nel= 1021 kWe 2.Nter= 1185 kWt IMPIANTO DI DEPURAZIONE CENTRALE Pot AE Potenzialità ENERGETICA dellimpianto (8.000 h/anno) 1.E el = MWh el 2.E t = MWh Utilizzi nellimpianto 1.E el = MWh el 2.E t = MWh Limpianto, per la sua dimensione, è caratterizzato dalla possibilità di disporre di energia da FR T in ESUBERO rispetto alle sue necessità

15 15 ENERGIA Potenzialmente recuperabile INCENERIMENTO FANGHI Pt = kWt Et = MWht Energie Termiche disponibili 1.Dai Motori biogas 2.Dallincenerimento MWht/anno MWht/anno Schema di flusso Linea fanghi con smaltimento tramite incenerimento Disidratazione Con linserimento di un generatore di calore a recupero

16 16 IL PROGETTO: un sistema integrato delle fonti per uso civile Il progetto consiste nellutilizzo del calore in ambito CIVILE per Riscaldamento Ambienti e produzione ACS 1.E prevista la posa di una RETE TLR (circa 7 km di doppio tubo) 2.Lampliamento della centrale di produzione calore presso il depuratore prevede: Installazione di recuperatore calore dai fumi inceneritore fanghi Installazione di un cogeneratore a GN Utilizzo delle caldaie a gas naturale, eventualmente alimentabili con biogas, in caso di soccorso e per la coperture delle punte 3.Utilizzo delle centrali esistenti dei comparti residenziali per la copertura delle punte invernali Calore a servizio di due comparti residenziali per complessivi mc riscaldati circa, ed un consumo di MWh/anno

17 17 IL PROGETTO: la rete TLR Depuratore Rete TLR Comparto 4M Quartiere Residenziale 1 2

18 18 Il costo delle reti TLR Utilizzare le FER T disponibili non sempre è conveniente, soprattutto per impianti piccoli

19 19 Valutazioni economiche sulla diffusione delle FER Termiche Sono numerose e diffuse nel territorio le possibilità di utilizzo di FER termiche e di recuperi di calore di risulta Devono coesistere condizioni favorevoli in aree territoriali limitate E necessaria la posa di reti di TLR che consentano di portare il calore laddove cè un adeguato utilizzo Il costo delle reti è, in proporzione, inversamente proporzionale alla quantità di calore trasportato pertanto economicamente è molto difficile poter convenientemente sfruttare tutte le potenzialità energetiche delle FER La facilità di sviluppo di tali progetti è correlata anche alla disponibilità di adeguate incentivazioni

20 20 Incentivi per le FER Termiche 1.Attualmente le FER Termiche sono incentivate dal sistema dei CERTIFICATI BIANCHI in termini di combustibile fossile sostituito 2.Specifiche incentivazione per le biomasse e la geotermia sono riconosciute al cliente finale e non incentivano le aziende di gestione che effettuano gli investimenti 3.I C.B. danno un contributo tariffario ben più ridotto rispetto FER elettriche e pertanto sono meno incentivanti a fronte di costi notevoli per la realizzazione delle reti 4.Il sistema CB è in sofferenza, ha mancato il suo obiettivo principale (quello di costituire un reale incentivo allo sviluppo di nuove iniziative) ed è regolamentato solo fino al Il DLgs Rinnovabili apparentemente sembrerebbe voler favorire lo sviluppo dellefficienza energetica e delluso delle FER Termiche ma: Troppi rimandi a Decreti attuativi rendono inapplicabili in tempi brevi le innovazioni previste Introduce una non ben definita proliferazione dei soggetti incaricati a gestire il sistema CB La scarsità attuale dei CB potrebbe portare allimplosione del sistema prima della sua revisione

21 21 Grazie per lattenzione Claudio Artioli - Gruppo HERA Resp. U.O. Energy Management – Direz. Centrale Business Development e P.S. Direzione Generale Sviluppo e Mercati


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