“Utilizzo integrato di biogas ROMA, 19 - 20 aprile 2011 “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.

Introduzione La crescita di una Multiutility WTE MINI IDRO GEOTERMIA BIOGAS La crescita di una Multiutility

La produzione Energetica di Hera

Produzione Elettrica I numeri di Hera 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 2005 2010 Delta 2010/2005 (MWh) % Cogenerazione Alto Rendimento (metano) 98.126 419.000 46,1 327 Turboespansione gas 16.117 6.100 0,7 -62 Combustione in depuratori (metano) 0,0 (biogas) 2.253 4.400 0,5 95 Idroelettrico 1.386 400 -71 Fotovoltaico 50 1.700 0,2 3.300 Combustione in discariche (biogas) + digestori 8.685 29.600 3,3 241 Termovalorizzazione 238.977 447.000 49,2 87 Produzione Totale (MWh) 365.544 908.200 148

Produzione Termica I numeri di Hera Oltre il 50 % dell’En. Termica è data FR termiche + recuperi calore da cogen. AR Il Trend è in aumento (grazie soprattutto alla Cogen. AR) Significativo è l’apporto dei WTE (ma andrebbe incrementato) Totale energia termica prodotta (MWh)   2008 2009 2010 % Termovalorizzatori (quota rinnovabile al 51%) 28.226 35.927 45.265 7,35 Geotermia 66.544 74.369 66.203 10,75 Totale fonti rinnovabili 94.770 110.296 111.468 18,11 Cogenerazione AR 85.693 116.793 175.717 28,54 Cogenerazione AR in service 20.168 25.006 33.484 5,44 Totale fonti assimilate 105.861 141.799 209.201 33,98 Centrali termiche 278.576 283.340 251.420 40,84 Termovalorizzatori (quota non rinnovabile al 49%) 27.120 34.519 43.490 7,06 Totale fonti tradizionali 305.696 317.859 294.910 47,91 TOTALE 506.327 569.954 615.579 100,00

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

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

Impianto Depurazione Acque Reflue Urbane (Romagna) ALCUNI DATI 1.800 Nm3/giorno Biogas ~ 65% CH4 (media) 1 Nm3 di biogas in cogenerazione produce: * 2,5 kWh di energia elettrica * 3,0 kWh di energia termica Più di metà dell’energia del biogas serve al ciclo di processo Nel periodo estivo parte dell’energia del biogas è inutilizzabile IMPIANTO DI DEPURAZIONE CENTRALE Pot. 250.000 AE N motore= 852 kW (138 Nmc/h biogas) Nel= 330 kWe Nter= 400 kWt

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

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

Gassificazione di circa 1\3 dei solidi totali Digestore Anaerobico Cosa succede nel digestore (a 35-37°C) Batteri metanigeni Fango (carboidrati, grassi, proteine) Biogas (CH4+CO2) + Gassificazione di circa 1\3 dei solidi totali Produzione di biogas = 20-30 litri per AE\d Il Digestore deve essere riscaldato

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

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

Stato attuale dell’Impianto di depurazione IMPIANTO DI DEPURAZIONE CENTRALE Pot. 700.000 AE L’impianto, per la sua dimensione, è caratterizzato dalla possibilità di disporre di energia da FRT in ESUBERO rispetto alle sue necessità Potenzialità ENERGETICA dell’impianto (8.000 h/anno) Utilizzi nell’impianto N° 2 Motori da: Nel= 1021 kWe Nter= 1185 kWt E el = 16.000 MWh el E t = 17.000 MWh E el = 21.000 MWh el E t = 9.000 MWh

ENERGIA Potenzialmente recuperabile Schema di flusso Linea fanghi con smaltimento tramite incenerimento INCENERIMENTO FANGHI Disidratazione Energie Termiche disponibili Con l’inserimento di un generatore di calore a recupero 8.000 MWht/anno Dai Motori biogas Dall’incenerimento 23.000 MWht/anno Pt = 2.900 kWt Et = 23.200 MWht

IL PROGETTO: un sistema integrato delle fonti per uso civile Il progetto consiste nell’utilizzo del calore in ambito CIVILE per Riscaldamento Ambienti e produzione ACS E’ prevista la posa di una RETE TLR (circa 7 km di doppio tubo) L’ampliamento 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 Utilizzo delle centrali esistenti dei comparti residenziali per la copertura delle punte invernali Calore a servizio di due comparti residenziali per complessivi 750.000 mc riscaldati circa, ed un consumo di 24.000 MWh/anno

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

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

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 c’è 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

Incentivi per le FER Termiche Attualmente le FER Termiche sono incentivate dal sistema dei CERTIFICATI BIANCHI in termini di combustibile fossile sostituito Specifiche incentivazione per le biomasse e la geotermia sono riconosciute al cliente finale e non incentivano le aziende di gestione che effettuano gli investimenti 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 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 2012 Il DLgs “Rinnovabili” apparentemente sembrerebbe voler favorire lo sviluppo dell’efficienza energetica e dell’uso 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 all’implosione del sistema prima della sua revisione

Grazie per l’attenzione Direzione Generale Sviluppo e Mercati Grazie per l’attenzione Claudio Artioli - Gruppo HERA e-mail: claudio.artioli@gruppohera.it Resp. U.O. Energy Management – Direz. Centrale Business Development e P.S.