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Biogas, Biometano e Compost : la Digestione Anaerobica nel settore dei rifiuti urbani

Impianto di digestione anaerobica e compostaggio rifiuti a matrice organica S. Agata Bolognese (BO)

Arezzo, 14 marzo 2016

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REALIZZAZIONE IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOMETANO

L’impianto di produzione di biometano verrà realizzatonell’esistente impianto di compostaggio ubicato nelComparto polifunzionale di trattamento rifiuti sito nelComune di S. Agata Bolognese in via Romita 1, egestito da HERAmbiente S.p.A.All’interno del Comparto sono ad oggi presenti leseguenti linee di trattamento e gestione rifiuti:

linea di selezione e compostaggio di rifiuti solidi urbani indifferenziati;linea di compostaggio di frazioni organiche da raccolta differenziata;discarica per rifiuti non pericolosi produzione di energia elettrica mediante recupero del biogas prodotto dalla discarica.

Il nuovo impianto, che ha l’obiettivo di dare rispostaall’incremento di RD del territorio, è finalizzato a:Recupero di materia: produzione di compostRecupero di energia: produzione di biometano

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INTERVENTI

Il progetto verrà realizzato attraverso il revamping dell’impianto di compostaggio esistente eprevede :

La conversione dell’attuale impianto dicompostaggio in un impianto basato suuna tecnologia SEMI-DRY continuo checonsente un processo di tipo integratoanaerobico-aerobico.

La realizzazione di un sistema diupgrading per la putificazione eraffinazione del biogas in biometano.

La realizzazione di una stazione dicompressione gas.

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IMPIANTO ESISTENTE

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REALIZZAZIONE IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOMETANO-NUOVO LAYOUT

PRINCIPALI INTERVENTI

Realizzazione nuova sezione pretrattamento dei rifiuti in ingresso (3) Realizzazione della sezione di digestione anaerobica e dei relativi sistemi dedicati di

caricamento del rifiuto (6) [tecnologia semidry continua] Ampliamento della sezione di stabilizzazione aerobica ( compostaggio (11, 10) Ottimizzazione impianto di aspirazione e trattamento arie esauste con inserimento scrubber

(19) Realizzazione nuovo parco serbatoio percolato in sostituzione della vasca interrata

esistente (23) Realizzazione della sezione di upgrading per la produzione di biometano (17) Realizzazione stazione di caricamento autocisterne e/o immissione in rete biometano (16)

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17

19

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6

3

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6Modena, 23 09 15 – Direzione Ingegneria

RICEZIONE E STOCCAGGIO Ricezione FORSU: A/A1Stoccaggio FORSU: ST1Ricezione e stoccaggio scarti ligneo-cellulosici ST2A – ST2B

PRETRATTAMENTO (D), FORSU caricata nell’apri-sacchi costituita da vaglio (2) e trituratore (3).

• Sovvallo inviato a baia di stoccaggio (DT1).• Sottovaglio immesso tramite nastro nei digestori (E).

La digestione anaerobica avviene all’interno di reattori a tenuta stagna ed è basata su un processo di degradazione semi-dry di tipo continuo. La fase di fermentazione avrà una durata di circa 25/30 giorni.

MISCELAZIONE (F) Il digestato viene strutturato con un mix di verde triturato, biostabilizzato e sovvallo della sezione di raffinazione e stoccato in ST4

STABILIZZAZIONE AEROBICAIl miscelato è avviato alla fase di stabilizzazione aerobica, tramite nastro (N1) per la sezione G1, tramite pala per G2 -G3. Il materiale rimane in questa fase per circa 28 giorni.

RAFFINAZIONENella stazione di raffinazione (H) avvengono le operazioni di vagliatura primaria (5) e secondaria (6).

Il sovvallo della vagliatura primaria è depositato in DT3.Il sovvallo della vagliatura secondaria, il biostabilizzato è stoccato in ST5.Il compost è stoccato in ST6.

Descrizione di Processo

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RIFIUTI IN INGRESSO QUANTITATIVI E TIPOLOGIE

Il nuovo impianto opererà sulla frazione organica proveniente da raccoltadifferenziata del rifiuto urbano per un quantitativo massimo pari a 135.000 t/anno

Ai fini della possibilità di produrre Biometano conforme ai requisiti previsti dalla norma, i solirifiuti ammessi in ingresso alla sezione di impianto per il trattamento di digestioneanaerobica sono:

200108 Rifiuti biodegradabili da cucine e mense 200125 Oli e grassi commestibili(*) 200138 Legno diverso di quello di cui alla voce 200137

L’impianto prevede la possibilità di conferimento diretto al sistema di biossidazioneaccelerata (aerobica) per l’intera operazione di compostaggio (garantendo, in tal caso, unapermanenza minima di 55 gg) per gli altri CER autorizzati, anche in caso, ad esempio, difermata straordinaria della sezione di digestione anaerobica e/o in caso di necessità delterritorio.

FORSU 100.000 (t/anno) R3

Lignocellulosici (strutturante per compostaggio) 35.000 (t/anno) R13

(*) Qualora tale frazione dovesse essere considerata, in accordo a quanto indicato nel DM 10 ottobre 2014, allegato 3, parte B, come“materia prima che non dà origine a biocarburanti contabilizzabili come avanzati”, tale rifiuto non sarà ammesso al trattamento di digestioneanaerobica.

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BILANCIO DI MASSA

Tecnologia Digestione Anaerobica

9 HerambienteConfidential – Internal Use Only

DIGESTIONE ANAEROBICA

Alimentazione del substrato Temperatura Umidità della

miscela in digestione

CRITERI PER SCEGLIERE LE TIPOLOGIE IMPIANTISTICHE

• Carica singola (Batch)• Alimentazione continua

• Psicrofilo (10-15 °C)• Mesofilo (35-40 °C)• Termofilo (50-55 °C)

• Wet, con tenori superiori al 90 -95% in peso (e, quindi, percentuali di secco inferiori al 5 -10%);

• Semi-dry, con valori compresi tra l’80% ed il 90% in peso;

• Dry, con percentuali minori dell’80% in pesoQUALE TECNOLOGIA SCEGLIERE?

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SISTEMA DI DIGESTIONE ANAERBI CA( Semy Dry Tecnology- Kompogas )

Il sistema di digestione anaerobica èbasato su tecnologia KOMPOGAS :

1. "semi-dry" con caricamento continuo eflusso a pistone;

2. Processo Termofilo (t° media =55°C).

3. Stoccaggio polmone per 48 h.4. Carroponte di carico5. N.4 Moduli digestione anaerobica

KOMPOGAS PF 1800 6. Sezione di miscelqazione7. Minimizzazione volumi di digestione8. Minimizzazione impatto odorigeno9. Affidabilità

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PRETRATTAMENTO E UPGRADING

Il processo di conversione del biogas in biometano è composto da una catena ditrattamenti di purificazione, volti a innalzare la concentrazione di metano fino a valoricompresi tra il 95% e il 98%:

Pretrattamento: il biogas viene inviato ad una sezione (scrubber) di desolforazione per larimozione del solfuro di idrogeno H2S, gas pericoloso e corrosivo.

Compressione e condensazione: prima dell’ingresso alla sezione di upgrading, il biogas vieneportato ad una pressione compresa tra 4 e 6 bar con un compressore rotativo bistadio esuccessivamente raffreddato. Sono inoltre presenti separatori e scaricatori per la rimozione dellecondense prodotte durante il processo.

Upgrading: in questa fase il metano (55-65%) contenuto nel biogas viene separato dalla CO2 (35-45%) e da eventuali altri gas presenti in tracce. La CO2 viene fisicamente disciolta in acquaall’interno di una colonna di assorbimento.

Essiccamento e filtrazione finale: il biometano in uscita dalla colonna di assorbimento vieneinviato alla stazione di essiccamento finalizzata alla rimozione dell’acqua fino ad unaconcentrazione pari a circa 30 mg/Nm3. L’impianto è costituito da due colonne che lavorano inmaniera alternata.


Tecnologia Up-Grading Biometano


Tecnologia Up-Grading Biometano - PSA


Tecnologia Up-Grading Biometano – Water Scrubber


Tecnologia Up-Grading Biometano - Membrane


Tecnologia Up-Grading Biometano – Membrane

CO2 Recovery

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PRETRATTAMENTO E UPGRADING

PORTATA 10.500.000 Nm3/anno

COMPOSIZIONECH4 55%-65%CO2 35%-45%H2S 0,02-0,2%

PORTATA6.500.000 Nm3/anno

COMPOSIZIONECH4 95%

PORTATA4.000.000 Nm3/anno

COMPOSIZIONECO2 20 % O2 62 % N2 16 % H2O 2,3 % CH4 0,2 %

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STAZIONE DI COMPRESSIONE DEL BIOMETANO

La sezione di compressione costituita da due linee di compressione (ogni linea composta da uncompressore alternativo a due stadi) operanti in parallelo, una di riserva all’altra, per garantireaffidabilità nell’esportazione del biometano.A fianco al locale compressori troveranno spazio i locali dedicati alle apparecchiature di misura eanalisi della qualità del gas e una sala elettrica.

Il sistema di misura ed analisi del biometano, qualora dovesse rilevare un parametro fuorispecifica, invia un segnale alla valvola a tre vie per chiudere la via al sistema di compressione,isolandolo e mandandolo in blocco, e apre la via alla torcia o, se disponibili, ai motori esistenti.Il biometano, proveniente dal sistema di upgrading, è convogliato alle due linee di compressioneattraverso una tubazione interrata lunga circa 500 m, anche in ingresso alla stazione dicompressione, è installata un’analoga valvola a tre vie attuata, che si occuperà di mandare intorcia il volume di gas rimasto nella tubazione

Adiacente ai locali in cui sono ubicati i sistemi precedenti si troverà l’area adibita alle piazzole dicarico dei carri cisterna, che avrà un’estensione adeguata a consentire le manovre dei carri insicurezza.

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SINERGIE DI SITO – BILANCIO ENERGETICO

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BILANCIO FINALE IN-OUT

Rifiuti in ingresso135.000 t/a

IMPIANTO DI PRODUZIONE BIOMETANO TRAMITE:

DIGESTIONE ANAEROBICA E COMPOSTAGGIO

UPGRADING

Perdite di processo41.359 t/a

Acque di percolazione22.472 t/a

Sovvallo da pretrattamento13.950 t/a

Biostabilizzato30.589 t/a

Compost di qualità25.000 t/a

Biometano6.500.000 Nm3/a

IN OUT

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POSSIBILITÀ A BREVE MEDIO E LUNGO TERMINEPossibilità a breve/medio termine:Immissione in rete di trasporto SNAM• A breve, dal punto di vista autorizzativo, sarà possibile richiedere una

connessione a SNAM (deve essere approvata la proposta di codice di rete daparte AEEGSI)

• Il codice di rete SNAM ha già identificato i valori target di qualità (unica criticità:la necessità di garantire l’assenza di componenti pericolosi: quali sono?)

• Presente il problema odorizzabilità, ma superabile con test specifici• Sicurezza della tariffa feed-in

Utilizzo in AUTOTRAZIONE mediante carri bombolai• Possibile da subito dal punto di vista autorizzativo• Necessità di stipulare contratti bilaterali con soggetti obbligati• Non ancora note le caratteristiche di qualità per l’autotrazione• Non completa chiarezza dei meccanismi e livelli di incentivazione

Possibilità a medio/lungo termine:Immissione in rete di distribuzione• Possibile mediante accordo bilaterale con il distributore che superi le lacune

della regolazione tecnica• Necessità di opere per allargare il bacino di distribuzione e assicurare lo

smaltimento della produzione• Rischio dell’uscita di norme tecniche future maggiormente restrittive/differenti

che costringano ad ulteriori investimenti.

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PUNTI IN ATTESA DI DEFINIZIONE

Specifiche di qualità biometano:Non sono definiti i limiti di qualità a cui deve riferirsi il produttore di biometano perdimensionare i propri impianti di upgrading e il distributore per garantire l’accettabilità delbiometano nelle proprie reti.

Odorizzazione:Permangono molti dubbi sia di responsabilità che a livello tecnico. In particolare al finedell’individuazione di possibili mascheramenti e/o interferenze si rendono necessarie provedi laboratorio.

Consumi ausiliari per il calcolo degli incentivi:I consumi dell’impianto di produzione di biogas/biometano da digestione anaerobica dibiomasse da rifiuti potrebbero non concorrere all’incentivazione e quindi sottratti dall’energiaprodotta.

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PUNTI DI ATTENZIONE

INDIVIDUAZIONE DEI PARAMETRI DI QUALITÀ DEL BIOGAS PRODOTTO

Riferimento: Codice di rete di SNAM Rete Gas – Proposta di aggiornamento

• Capitolo 11 “Qualità del gas”

• Allegato 11/A al capitolo 11, punto 8, valori qualitativi dei parametri per ilbiometano.

Riferimento: Codice di rete di SNAM Rete Gas – Proposta di aggiornamentoRimando alla UNI 7133 ODORIZZAZIONE DI GAS PER USO DOMESTICO ESIMILARE

INDIVIDUAZIONE DELLE MODALITÀ PER GARANTIRE L’ODORIZZABILITÀ DEL GAS PRODOTTO

Poiché vige tuttora lo “standstill” relativo al mandato europeo M/475 CE, l’unicoriferimento completo sulle caratteristiche di qualità del biometano da immettere inconsumo è rappresentato da quanto proposto da SNAM Rete Gas per il proprio codicedi rete.

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L’attività di HERAmbiente è finalizzata a:

Produrre un biometano che sia conforme a quanto previsto al capitolo 11 del codice direte di SNAM Rete Gas (qualità del gas) e abbia lo stesso comportamento dal gasnaturale rispetto al dosaggio dell’odorizzante conformemente alla UNI 7133.

Consegnare la produzione di biometano agli utilizzatori finali (autotrazione) utilizzandocarri-cisterna senza transito del biometano nelle reti di trasporto e/o di distribuzione.

Procedere nella verifica di fattibilità di allaccio alle reti di trasporto di SNAM Rete Gas.Ad oggi non è possibile per i potenziali utenti attivare una ufficiale richiesta di allaccio erelativo preventivo.

Privilegiare, una volta completo il quadro normativo, quale sistema di trasporto delbiometano prodotto, quello mediante rete.

Il progetto descritto è infatti è predisposto (in termini di sistemi di compressione, misurae controllo) per poter essere agevolmente allacciato alle reti di trasporto.

PROGETTO HERAMBIENTE

Grazie per la partecipazione.

Emanuel [email protected]

Direzione Centrale Relazione Esterne Via Berti Pichatwww.gruppohera.it

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