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BIOMETANO AGRICOLO E INDUSTRIALE: LA NUOVASFIDA PER L’AUTOTRAZIONE

Michael Niederbacher - BTS Biogas

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Indice

• BTS Biogas

• Processi di Upgrading a confronto

• L’Upgrading a membrane

• Esempi di impianti realizzati da BTS Biogas

• Conclusioni

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BTS Biogas

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Anche nel 2016 BTS Biogas Srl

ha ottenuto la certificazione

del suo Sistema di qualità

• Sede legale: Brunico (Sud Tirolo) - Italia

• Collaboratori: >80 (biologi, tecnici, chimici,

agronomi, sviluppatori)

• Prodotti: Impianti modulari,

capacità da 25 kW a 1.5 MW+

• Referenze: 185 impianti realizzati (Potenza installata 160 MW)

BTS Biogas in breve

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BTS Biogas per agricoltura e industria

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Processi di Upgrading a confronto

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Upgrading = concentrazione del metano

= eliminazione delle altre componenti

Obiettivi del processo di upgrading

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Lavaggio ad acqua

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Lavaggio ad acqua

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Lavaggio ad ammine

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Lavaggio fisico (Gensorb)

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Assorbimento a pressione oscillante (PSA)

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Parametri Lavaggio ad acqua Lavaggio chimico PSA Membrana

Dim. impianto Medio/grande Medio/grande Piccolo/medio Piccolo/grande

Contenuto CH4 [vol%] 95-99 >99 95-99 95-99

Resa metano [%] 98,0 99,96 98,0 80-99,5

Pressione finale [bar] 4-8 0-1 4-7 7-16

ACel [kWhel/m³ biogas] ca. 0,23 ca. 0,13 ca. 0,24 ca. 0,23

Richiesta termica [°C][kWhth/Nm3 biogas]

- 0,6 @ 160°C - -

Eliminazione H2S nec. No Si Si Si

Eliminazione NH3 nec. No Si Si Si

Eliminazione H2O nec. Si Si Si Si

Materiali di consumo Antischiuma, acqua Soluzione amin Carboni attivi, ceoliti

Carboni attivi

Modulazione prod. [%] 50-100 50-100 85-115 10-130

Costo spec. [€/m³/hBM] 100 m³/h250 m³/h500 m³/h

10.0005.5003.500

9.0005.0003.500

10.0005.5003.700

8.0005.5004.000

Costo oper. [ct/m³/h BM] 100 m³/h250 m³/h500 m³/h

13108

151211

13109

13109

Valorizzazione del CO2 Difficile (alta conc. di H2O)

Facilitata Difficile (alta conc. di CH4)

Facilitata

Tecnologie a confronto

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Fonte: Fraunhoher Umsicht

Tecnologie a confronto

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Fonte: SCG Report 2013, pg. 270

Tecnologie a confronto

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La tecnologia migliore

Come per tutto non esiste l‘upgrading ottimale per ogni occasione.

BTS è in stretto contatto con i migliori costruttori e individua la soluzione ottimale per ogni singolo caso

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La tecnologia ideale

Qualche esempio:

• Medio impianto con possibilità di valorizzare energeticamente l‘offgas => PSA (L’offgas deve essere trattato termicamente)

• Disponibilità di una fonte gratuita di energia termica (p.es. CHP esistente) e necessità di un biometano molto puro => Ammine

• Piccolo/medio impianto con prescrizioni tecniche specifiche (altezza massima, tempistica di realizzazione, necessità della regolabilità di produzione) => Membrane

• Grande impianto in clima freddo con disponibilità di acqua pulita => PWW

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L’Upgrading a membrane

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Descrizione del processo a membrane

Per i nostri primi impianti in UK abbiamo scelto la tecnologia a membrane:

• Tempo di fornitura

• Flessibilità operativa

• Semplicità del processo

• Semplicità della manutenzione

• Modularità

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Quattro sezioni principali

• Pretrattamento Biogas

Deumidificazione

Filtri a carbone attivo

Pressurizzazione

• Upgrading

Compressione e conditioning

Filtri a carbone attivo

Separazione a membrane

• GEU

Interfaccia con la rete

Propanazione o Correzione (CV, Wobbe)

Odorizzazione

Misura

• Compressione alla pressione della rete

Stadio di compressione per adeguamento alla pressione di rete

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Schema di processo

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Pretrattamento del biogas

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Compressione

• Pressione d’esercizio 12 – 16 bar

• Compressione tramite compressori a pistoni bi-stadio (oil free)

• Due compressori => elevata flessibilità (variabilità immissione in

rete)

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Conditioning

• Scambiatori di calore intermedio con superficie di scambio elevata

• Perdite di carico ridotte

• Chiller dimensionato per lavoro in condizioni gravose

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Filtri a carbone attivo

• Tre filtri secondari di grande volume

• Perdite di carico ridotte e sostituzione poco frequente

• Garanzia che il gas in ingresso alle membrane sia assolutamente pulito = garanzia di durabilità delle membrane

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Tecnologia a membrane

• Gestione e manutenzione semplice

• Fabbisogno energetico ridotto

• Recupero metano del 99,5%

BIOGAS BIOMETANO

OFFGAS

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Tecnologia a membrane

• Tecnologia „nuova“ nel settore del biogas

• Qualità flessibile (secondo codice di rete)

• Impianto modulare

• Portata flessibile (25-120%)

• Messa in moto entro pochi minuti

• Possibilità di recupero della CO2

• Dimensioni da 100-1800Nm³/h (biogas)

• Fornitura in container testato plug & produce

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Tecnologia a membrane

Il processo si basa sulla differente permeabilità

(velocità di transito) dei gas attraverso un polimero

BiogasRetentato

(ricco in CH4)

Permeato(ricco in CO2)

CH4 CO2 H2O H2S NH3 N3 O2

Biometano

Membrana

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Le membrane

Ogni modulo membrane è composto da diverse migliaia di fibre cave, che vengono incorporate in una resina alle loro estremità e poi legate in un tubo di acciaio inossidabile

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Analisi di processo e qualità del gas

• Sistema di misura quasi continuo

• Calibrazione automatica

• Controllo del processo nei punti principali

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Compressione secondaria

• Stadio di compressione alla pressione di rete

• Nel caso specifico la pressione richiesta è di 42 bar

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Realizzazione in container Immissione in rete in UK

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Esempi di impianti realizzati da BTS Biogas

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Trattamento gasCompressori

Upgrading

Immissione

Impianto di South Milford

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Impianto di South Milford

• Potenza: 550 Sm3/h BM + 500 kWel

• Start Up: 2016 (parallelo rete: 17 di marzo)

• Biomasse valorizzate: fino a 100.000 tonnellate di rifiuti organici

• Produzione di biometano: 4,2 Mio Sm³

• Produzione di energia elettrica: 4,2 Mio kWh

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Impianto di South Milford

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Impianto di South Milford

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Impianto di South Milford

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Impianto di Ridge Road

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Impianto di Ridge Road

• Potenza: 630 Sm3/h BM + 360 kWel

• Immissione in rete (gas metano): 19 marzo 2016

• Biomasse valorizzate: pollina, letame, polpe di barbabietola e segale

• Produzione di biometano: 5,2 Mio Sm³

• Produzione di energia elettrica: 3,1 Mio kWh

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Impianto di Ridge Road

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Impianto di Ridge Road

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Impianto di Ridge Road

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Conclusioni

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Biometano: la nuova sfida per l’autotrazione e la messa in rete

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Michael NiederbacherE m.niederbacher@bts-biogas.comI www.bts-biogas.com

Grazie per la vostra cortese attenzione!

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