Le opportunità del biometano per l'autotrazione e gli usi agricoli

Sala “Thiene”, Corte Benedettina, Via Roma 34, Legnaro (PD)

Marco TassanCentro Ricerche Fiat

Scenario attuale e linee di azione verso la riduzione emissioni CO2

Road map dei carburanti alternativi

Opportunità per il Territorio: il caso Trentino

Le opportunità del biometano per usi agricoli

SETTORE DEI TRASPORTI: DATI

• Il fatturato è superiore ai 1000 miliardi di EURO

• Esso genera più del 10% del PIL dell’ UE• Dà lavoro a più di 10 milioni di persone

SVILUPPO ECONOMICO

• SICUREZZASi assiste ad un incremento degli incidenti stradali

• CONGESTIONE DEL TRAFFICOSulle strade, autostrade, ..(il costo è pari a 100 milioni di euro/anno, vicino all’1% del PIL dell’UE)

• AMBIENTEInquinamento atmosferico (~ 23% delle emissioni di CO2), problemi di salute, inquinamento acustico

• CONSUMO ENERGETICO1/10 dell’energia totale consumata (1950)1/3 dell’energia totale consumata (oggi)

PROBLEMATICHE

UN INCREMENTO DEL TRAFFICO VEICOLARE

DEL 15% ENTRO IL 2020

SETTORE DEI TRASPORTI: DATI

Nella UE-27 la domanda sia passeggeri che merci aumenterà in modo significativo: su base 2010 di ca. il 18% e del 30% al 2030

(GpKm: miliardi km per passeggero)

Source: http://www.fondazionesvilupposostenibile.org/f/Documenti/CO2+Trasporti/cap_5.pdf

Si ha una crescita continua delle emissioni di CO2 nel settore dei trasporti a fronte di una diminuzione negli altri settori come agricoltura e industria

Nel 2008 si è avuto un aumento del 25% rispetto al 1990

Nel 2008, il settore dei trasporti ha prodotto il 20% delle emissioni totali di CO2

Source: European Environment Agency (EEA)http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/greenhouse-gas-emissions-in-the/ghg-emissions-in-the-eu/image_original

EMISSIONI CO2 PER SETTORE (EU-27)

MASS / INERTIA

TIRE ROLLINGRESISTANCE

Vehicle Fuel Energy usage

LUBRICATION

TRANSMISSION

POWER STEERING

MOBILE AIR CONDITIONING

COOLING

AERODYNAMICS

STARTER &RECHARGING SYSTEM

BRAKING

EXHAUST HEAT

TRACTIONMASS / INERTIA

TIRE ROLLINGRESISTANCE

Vehicle Fuel Energy usage

LUBRICATION

TRANSMISSION

POWER STEERING

MOBILE AIR CONDITIONING

COOLING

AERODYNAMICS

STARTER &RECHARGING SYSTEM

BRAKING

EXHAUST HEAT

TRACTION

AZIONI VERSO LA RIDUZIONE DI EMISSIONI CO2

Approccio di sistema al fine di identificare il giusto mix di obiettivi tra i diversi interventi per poter giungere al miglior compromesso in termini di rapporto

prestazioni/costo

Resistenza al rotolamento

Aerodinamica

Massa Veicolo

Motore - trasmissione

CONTRIBUTO DEI COMBUSTIBILI ALTERNATIVI

Scenario attuale e linee di azione verso la riduzione emissioni CO2

Road map dei carburanti alternativi

Opportunità per il Territorio: il caso Trentino

Le opportunità del biometano per usi agricoli

Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramentoMETANO

ROAD MAP COMBUSTIBILI ALTERNATIVI

Tempo Today 2020…Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2 rispetto alla benzina

Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramentoMETANO

ROAD MAP COMBUSTIBILI ALTERNATIVI

Tempo Today 2020…Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2 rispetto alla benzina

Biomethane highway

EU Obbligatorio: 10% dei combustibili per il trasporto prodotti da energia rinnovabile entro il 2020

BIOMETANO

Benefici ambientali indiretti (gestione reflui zootecnici): la tecnologia presenta una potenzialità per la produzione di fertilizzanti (reflui zootecnici) che possono essere facilmente incorporati nel suolo in quantità precise (migliore omogeneità dei prodotti digeriti; maggiore efficienza agronomica), riduzione delle emissioni odorose (impatto sociale)

Benefici ambientali diretti: Il progressivo utilizzo del biometano favorisce la riduzione di CO2 in atmosfera grazie alla conversione di biomasse (in particolare per i reflui zootecnici e FORSU che altrimenti emetterebbero biogas direttamente in atmosfera; opportunità per gli allevatori)

Source: JRC/EUCAR/CONCAWE

Il biogas e il biometano (a seguito della purificazione) possono essere prodotti da differenti feed stock (reflui zootecnici, FORSU, fanghi di depurazione, scarti agroindustriali, ..)

BIOGAS E BIOMETANO (Digestione Anaerobica e purificazione)

GLOBAL WARMING INDEX (GWI) = CO2 + 21*CH4 + 296*N2O

COMBUSTIBILI/TECNOLOGIE ALTERNATIVE: EMISSIONI GLOBALI (DALLA FONTE ALLA RUOTA)

• L’Italia è il quarto produttore in Europa di biogas

• In Italia il biogas è ad oggi esclusivamente utilizzato per la produzione di energia elettrica, eventualmente combinata con calore

• La filiera del biometano in Italia non è incentivata come per la produzione di E/E (lo sarà a breve a seguito del Decreto legislativo del 3° March 2011, come recepimento della direttiva 2009/28/CE)

• La produzione di biogas in Europa nel 2009 è stata pari a 8346 ktep, 98 TWh (+42% vs. 2007)

• Il potenziale del biogas in Italia ha un valore complessivo di circa 20 TWh / anno (nel 2009: ~ 5.2 TWh; +10% vs. 2007)

Fonte: Biogas/Biometano in Italia: situazione e prospettive – Claudio Fabbri CRPA –2011

PRODUZIONE DI BIOGAS E BIOMETANO IN EUROPA

L’OPPORTUNITA’ DEL BIOMETANO IN ITALIA

4,2 kg metano/100 km

Consumo nel caso di ciclo combinatoSerbatoio metano: 72 litri (13,1 kg),

Il potenziale del biogas in Italia ha un valore complessivo di circa 20

TWh / anno (*) corrispondenti circa a ~ 6,5 Miliardi di m3 di

biometano/anno

Supponendo di usare 1/3 del biogas prodotto per biometano prodotto come carburante per veicoli otterremmo un importo

complessivo di ~1,5 Miliardi di kg di bioCH4/anno.

La quantità di biometano prodotta permetterebbe di far funzionare

~ 1.1 Mio Fiat Panda / anno

(~ 322.000 con 1/3 della produzione attuale)

(percorrenza media 30’000 km)

POTENZIALE DI PRODUZIONE DI BIOGAS

(*): La produzione di biogas/biometano in Italia – Sergio Piccinini CRPA – BiogasExpo 2009

Il numero di veicoli a metano in Italia sono: 615000

ROAD MAP COMBUSTIBILI ALTERNATIVI

Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramentoMETANO

Tempo Today 2020…Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2 rispetto alla benzina

Biomethane highway

BIOMETANO

Miscele CH4-H2

Idrometano

Se al METANO si aggiunge una frazione di idrogeno VERDE si ottiene una scelta tecnologica vantaggiosa sotto diversi profili: è infatti possibile sfruttare alcune proprietà dell’idrogeno per esaltare le già ottime caratteristiche “ecologiche” del metano, e limitare nel contempo le criticità associate all’utilizzo del solo idrogeno.Tecnologia “ponte”, abilitante gli investimenti per l’infrastruttura dell’idrogeno.

Benefici ambientali:• Con frazione di H2 del 30%, riduzione delle emissioni di

CO2 dell’11% rispetto al metano, del 31% rispetto alla benzina e del 15% rispetto al diesel

• Riduzione delle emissioni inquinanti (THC, CO e NOx): raggiunge standard EEV e si avvicina ai futuri standard Euro VI

• Emissioni di PM ridotte a zero• Ridotte emissioni acustiche rispetto ai veicoli diesel

TECNOLOGIA DELL’IDROMETANO (MISCELE CH4-H2)

• Prestazioni equivalenti all’analogo veicolo a metano

• Potenzialmente applicabile su tutte le piattaforme a metano con specifici interventi di adeguamento

FLEX-FUELMiscele con tenore di

H2 da 0 a 30%

Scenario attuale e linee di azione verso la riduzione emissioni CO2

Road map dei carburanti alternativi

Opportunità per il Territorio: il caso Trentino

Le opportunità del biometano per usi agricoli

Attraverso la creazioni di partnership locali tra il mondo della ricerca,

dell’industria e la Pubblica Amministrazione, la Provincia di Trento promuove un approccio di

sistema che abilita lo sviluppo Territoriale attraverso

l’implementazione di soluzioni innovative con impatto positivo per i

cittadini e al contempo per la creazione di opportunità industriali.

TERRITORIO COME LABORATORIO PER

LA SPERIMENAZIONE

(TASLAB)

SVILUPPO DI UNA NUOVA STRATEGIA DI SISTEMA (Provincia di Trento)

Energie da fonti rinnovabili

Flotte ecologiche

Info-Telematica per la gestione di flotte di

veicoli e lo sviluppo di servizi innovativi

Idrogeno Bio-NGElettricità

APPROCCIO DI SISTEMA

Sistemi di stoccaggio e distribuzione

Scenario attuale e linee di azione verso la riduzione emissioni CO2

Road map dei carburanti alternativi

Opportunità per il Territorio: il caso Trentino

Le opportunità del biometano per usi agricoli

PRIMO ESEMPLARE AL MONDO DI TRATTORE A BIOMETANO (STEYR BRAND) - 1/2

Integrazione di un motopropulsore a metano di FPT INDUSTRIAL (potenza di 100 kW) attraverso lo sviluppo di un telaio specifico in ghisa;

Integrazione del sistema di stoccaggio per il biometano (9 bombole per un totale di circa 50 kg di metano).

PRIMO ESEMPLARE AL MONDO DI TRATTORE A BIOMETANO (STEYR BRAND) - 2/2

• Il settore di trasporti è responsabile del 23% delle emissioni CO2 e la continua richiesta di mobilità ne determina un continuo incremento che deve essere compensato e ridotto dal continuo miglioramento dell’efficienza dei veicoli;

• Tra le azioni finalizzate alla riduzione di emissioni CO2 i combustibili alternativi a partire dal metano, che è già una realtà, possono contribuire in maniera determinante alla riduzione di CO2 (è fondamentale puntare ad una forte sviluppo dell’infrastruttura);

• Sulla spinta dei combustibili gassosi, anche i carburanti da fonte rinnovabile quali il BIOMETANO hanno grandi opportunità di sviluppo e giocheranno un importante ruolo nel prossimo futuro nei trasporti (target del 10% entro il 2020) ma anche ne settore agricolo;

• Per abilitare e promuovere lo sviluppo e l’applicazione dei carburanti da fonte rinnovabile risulta estremamente importante muoversi verso un approccio di sistema e di filiera coinvolgendo tutti gli attori necessari (Pubblica Amministrazione, aziende, mondo della ricerca).

CONCLUSIONI

Grazie per l‘attenzione!

Marco Tassan Centro Ricerche FIAT

Via della Stazione 2738123 Mattarello di Trento – Trento0461.412317marco.tassan@crf.it

www.biomaster-project.eu