Poloidrogeno Regione Lazio ItaliaCamp - BarCamp Roma, 16 Ottobre 2010 HyBioFlex: Produzione di idrogeno da biomassa per la generazione di energia elettrica e calore su piccola scala CIRPS – Centro Interuniversitario di Ricerca Per lo Sviluppo sostenibile

Problematiche energetiche attuali: Introduzione Problematiche energetiche attuali: Esaurimento fonti fossili Emissioni gas serra È necessario quindi: Aumentare l’uso di Fonti Energetiche Rinnovabili (FER) Puntare su nuovi vettori energetici da combinare con le FER Puntare su tecnologie di conversione e trasformazione di energia più efficienti per le FER

Le Biomasse e la Gassificazione Biomassa: residui legnosi dell’industria agroalimentare (gusci nocciole, mandorle..) o derivanti da potatura di boschi. Gassificazione: processo produzione di wood gas sfruttabile per generazione di potenza elettrica o generazione di biocombustibili Cogenerazione elettricità e calore: MCI Fuel Cell Biomassa (CxHyOz) H2, CO, CH4, CO2 H2 da purificazione BioCob. 2° Gen. H2O Aria 3

Problematiche da risolvere Grandi impianti in Italia: La comunità vede male grandi impianti La biomassa è diffusa ma fortemente de-localizzata (problemi logistici, spese energetiche aggiuntive) Il wood-gas prodotto: Deve essere pulito da Particolato, Catrami, prodotti di S e Cl Deve avere un elevato PCI (no N2 nel gas) In vista di un utilizzo in FC o per generare BioCombustibili e/o H2 puro deve avere un elevato contenuto di H2 Quindi HyBioFlex 4

Storia di HyBioFlex Proposta di Progetto EU 7FP (2006) di Enrico Bocci e Andrea Di Carlo. Da allora: Sono stati effettuati 5 anni di studi teorici e di laboratorio presso il Dipartimento di Meccanica e Aeronautica della Facoltà di Ingegneria de La Sapienza e presso il Polo Idrogeno di Civitavecchia Si è partecipato al Progetto EU UNIQUE 7FP su gassificazione di biomassa

La proposta del Poloidrogeno-HyBioFlex Realizzare un impianto di gassificazione di biomassa innovativo piccola taglia (100 kWth): Che sia un up-scale di impianti da laboratorio studiati da anni Che sia un pilota per studi di ricerca a lungo termine (BioComb. 2° gen., H2, FC per cogenerazione) Che sia un impianto appetibile per piccole e medie aziende agricole utilizzando un cogeneratore a MCI per produrre energia elettrica pulita. Che abbia ridotte emissioni in termini di Particolato, Tar e alti contaminanti.

Tecnologie di gassificazione utilizzate in HyBioFlex La gassificazione avviene in un doppio letto fluidizzato con olivina. Alto PCI: N2 dell’aria non diluisce il gas Elevato contenuto di H2 (50 %) Il gas è comparabile con un syngas da reforming di CH4

Condizionamento del gas in HyBioFlex Il particolato è eliminato per mezzo di filtri ceramici ad Alta Temperatura della Pall. Reforming dei Tar e rimozione di composti di S e Cl ad alta T in un letto di Dolomite e Catalizzatori a base di Ni e Fe: Ridotti problemi di smaltimento di acque sporche scrubber Conversione dei Tar in ulteriore gas a vantaggio dell’efficienza del processo Disponibilità di un gas ad alta T per successivi utilizzi in HT-FC Abbattimento completo in uno Scrubber con percolazione delle acque sporche in un letto di Bauxite

Lay-Out HyBioFlex Gassificatore Condizionamento Sistema Biomassa

La proposta del Poloidrogeno: schema d’impianto Filtri HT Particolato PALL Gassificatore TAR Cracker Generatore Potenza Scrubber/Percolatore

Work in Progress Ad esempio considerando una gestione per la produzione massima di energia elettrica e il conto energia (per le biomasse 0,28 €/kWhe) l’impianto costerebbe 3,25 M€ ma produrrebbe (considerando 6000 ore di funzionamento annue) circa 18.000 MWhe annui con un ricavo annuo di circa 0,5 M€, a fronte di una spese per le biomasse di poco più di 0,1 M€ annui. 6/21

Alcuni Numeri da Simulazioni e Test di laboratorio Biomassa 100 kWth (144 tons/year) Produzione di Potenza Elettrica 45 kWe (HT-SOFC)- 25 kWe (MCI) Thermal Power Coogeneration 37 kWt (HT-SOFC)- 56 kWt (MCI) Composizione Gas H2 50 % CO 25 % CO2 16 % CH4 6 % Tar <50 mg/Nm3 Particolato >1 μm

Conclusioni HyBioFlex sarà un gassificatore innovativo da 100 kWth, a ridotte emissioni HyBioFlex sarà un impianto in grado di produrre 25 kWe da scarti agroforestali. HyBioFlex sarà un pilota per l’R&D di tecnologie a lungo termine. HyBioFlex presenterà prospettive vantaggiose sul piano: Sociale ed economico: sviluppo di risorse locali, valorizzazione del territorio, nascita nuove imprese; Ambientale: riduzione delle emissioni rispetto ai sistemi convenzionali; Di efficienza energetica: conversione altamente efficiente, possibilità di sfruttare risorse in una filiera corta.

Team di progetto Ing. Andrea Di Carlo Ing. Enrico Bocci Dr. Annalisa D’ Orazio Ing. Giuliano Pelella Ing. Valerio Francione Ing. Alessandro Dell’Era

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