Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE
IN ITALIA
Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.
WORKSHOP
Lodi21 giugno 2011
Analisi tecnica di 4 Analisi tecnica di 4 impianti: progetto Life impianti: progetto Life Seq_CureSeq_Cure
Claudio Fabbri, Sergio PiccininiCentro Ricerche Produzioni AnimaliReggio Emilia
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Impianti a confronto: 4 diverse tipologieImpianti a confronto: 4 diverse tipologie
Consorzio Agrienergy (RA) Colture dedicate + Sottoprodotti + liquami bovini
Azienda Cazzani (BO)
Colture dedicate
Azienda Mengoli (BO) liquami bovini + Sottoprodotti + Colture dedicate
Azienda Fontana (PC)
liquami suini
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
1° impianto: solo effluenti suinicoli1° impianto: solo effluenti suinicoli
Capi presenti: 11.000 in ingrassoLiquame: 110-140 m3/gDigestori: 2 x 1370 m3
HRT: 21 giorniTemperatura: 35-40 °CCHP: 2 x 90 kW + 125 kWCOV: 1 kgSV/m3/gg
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
La disponibilità di biomassaLa disponibilità di biomassa
Dipende dalla quantità di solidi totali escreti, ovvero dal peso vivo presente, e dalla tipologia di stabulazione
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Peso vivo [kg]
Escr
ezio
ne (k
g/tp
v/a) Peso medio:
100 kg
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
1° impianto: variabilità della disponibilità di 1° impianto: variabilità della disponibilità di biomassabiomassa
600
800
1000
1200
1400
1600
1/12 31/12 31/1 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 31/8 1/10 31/10 1/12 31/12
Peso
viv
o m
edia
men
te p
rese
nte
[t]
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
2° impianto: liquami bovini + sottoprodotti 2° impianto: liquami bovini + sottoprodotti + colture dedicate+ colture dedicate
Liquame: 12-13 m3/gDigestori: 2 x 1050 + 850 m3
HRT: 60 giorniTemperatura: 35-40 °CCHP: 115 + 240 kWCOV: 2,5 kgSV/m3/gg
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
2° impianto: disponibilità di biomasse2° impianto: disponibilità di biomasse
7,2
7,4
7,6
7,8
8
8,2
8,4
8,6
8,8
20 22 24 26 28 30 32 34
Produzione latte [kg/giorno]
Escr
ezio
ne d
i sos
tanz
a se
cca
[kg/
gior
no]
Dipende dalla quantità di solidi totali escreti, ovvero dal peso vivo presente e dalla produzione di latte, dalla tipologia di stabulazione e quantità di paglia utilizzata
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
2° impianto: disponibilità di biomasse2° impianto: disponibilità di biomassePatate
Polpe barbabietola
Cipolle
SilomaisSolidi totali
(g/kg)Solidi volatili
(g/kg)Azoto totale
(%ST)
Patate 222 213 (96%ST) 1,59
Polpe barbabietola 150 132 (88%ST) 1,99
Cipolla 102 92 (90%ST) 2,17
Silomais 330 310 (94%ST) 1,46
Liquame 89 71 (79%ST) 4,4
Liquame
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
3° impianto: colture dedicate + 3° impianto: colture dedicate + sottoprodotti + effluenti bovini sottoprodotti + effluenti bovini
Liquame: 15 m3/gDigestori: 1000 + 2 x 2400 m3
HRT: 90 giorniTemperatura: 38-40 °CCHP: 845 kWCOV: 1,9 kgSV/m3/gg
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
3° impianto: disponibilità di biomasse3° impianto: disponibilità di biomasse
Solidi totali (g/kg)
Solidi volatili (g/kg)
Azoto totale (%ST)
Patate 245 226 (92,4%ST) 1,53
Polpe barbabietola 330 188 (68,5%ST) 2,00
Mix frutta 131 109 (83,8%ST) 3,38
Silomais 352 333 (94,5%ST) 1,40
Liquame 49 36 (70%ST) 5,6
Fagiolino
Cipolle
Trituratore aziendale
Frutta
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
4° impianto: colture dedicate4° impianto: colture dedicateDigestori: 2 x 2800 m3
HRT: 62 giorniTemperatura: 50-52 °CCHP: 1425 kWCOV: 4,1 kgSV/m3/gg
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
4° impianto: disponibilità biomasse4° impianto: disponibilità biomasse
Solidi totali (g/kg)
Solidi volatili (g/kg)
Azoto totale (%ST)
Silomais 332 313 (94%ST) 1,32
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Riepilogo caratteristicheRiepilogo caratteristiche
Impianto Tipo reattori Volume reattori Temperatura Potenza elettrica
1 CSTR 2 x 1.370 m3 36-38 °C 90 + 125 kW
2 CSTR 2 x 1.050 +850 m3 36-38 °C 115 +
240 kW
3 PFR+CSTR 1.000 +2 x 2.400 m3 36-38 °C 845 kW
4 CSTR 2 x 2.800 m3 52-54 °C 1.450 kW
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Ripartizione carico organicoRipartizione carico organico
1° 2° 3° 4°
Effluenti zootecnici Sottoprodotti agroindustria Colture dedicate
Carico Organico Volumetrico (COV) [kg SV/m3/gg]
1,0 2,5 1,9 4,1
Tempo di ritenzione idraulica (HRT) [gg]
21 60 90 62
100%
9,4%
67,0%
23,6%5,0%
21,0%
74,0%
4,7%
95,3%
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Potenza elettrica installata ed effettivaPotenza elettrica installata ed effettiva
Fontana Mengoli Agrienergy Cazzani0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
215215355355
845845
14251425
116287
750
1309
Potenza instal-lata
Potenza effet-tiva
Pot
enza
ele
ttric
a [k
W]
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Rese in metano ed energia elettricaRese in metano ed energia elettrica
Impianto Biogas(Nm3/kgSV)
Metano(Nm3/kgSV)
Energia elettrica
(kWhe/kgSV) (% della potenzialità)
1° 0,42 0,28 0,99 53,9%
2° 0,45 0,24 0,80 80,8%
3° 0,67 0,35 1,48 88,8%
4° 0,64 0,32 1,35 91,8%
LS: liquami suini; LB: liquami bovini; S: sottoprodotti; CD: colture dedicate
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Principali problematiche riscontratePrincipali problematiche riscontrate
Variabilità produttiva dovuta alla variabilità della disponibilità
60708090
100110120130140150
700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400
Peso vivo mediamente presente [t]
Pote
nza
elet
trica
pro
dotta
[kW
]
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Principali problematiche riscontratePrincipali problematiche riscontrate
0
1
2
3
4
5
6
7
1/8 31/8 30/9 30/10 29/11 29/12 28/1 27/2
CO
V [
kgSV
/m3.
gg]
e I
pV [
m3/
m3.
gg]
10
1.010
2.010
3.010
4.010
5.010
6.010
7.010
Aci
dità
tot
ale
(mg/
kg)
e po
tenz
a el
ettr
ica
(kW
)
COV IpV Acidità totale Potenza elettrica
Inizio crisiSovraccarico improvviso
Evidenza della crisi
Acidosi da carenza micronutrienti e sovraccarico
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Principali problematiche riscontratePrincipali problematiche riscontrate
Mancata produzione per mancato carico!
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4
Cari
co o
rgan
ico
volu
met
rico
(k
gSV
/m3/
gg)
0
5
10
15
20
25
Prod
uzio
ne en
ergi
a el
ettr
ica
[MW
h/gg
]
Carico organico volumetrico Produzione elettrica
Inizio carico SottoprodottiA basso ST
Problemi alla Problemi alla tramoggiatramoggia
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
Il digestato prodottoIl digestato prodotto
Impianto pH ST SV NTK N-NH4+ Ptot
[-] [g/kg] [g/kg] [SV/ST] [mg/kg] [mg/kg] [%NTK] [mg/kg]
LS 8,24 28,86 14,79 51,2% 3837 2958 77,1% 835
LB+S+CD 7,77 52,12 36,33 69,7% 3892 2268 58,3% 504
CD+S+LB 7,80 87,75 58,40 66,5% 4633 2136 46,1% 619
CD 8,06 97,68 74,74 76,5% 5311 2341 44,1% 947
LS: liquami suini; LB: liquami bovini; S: sottoprodotti; CD: colture dedicate
Workshop, Lodi, 21 giugno 2011IL BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE IN ITALIA
ConclusioniConclusioni
La variabilità della disponibilità di biomasse è un elemento di valutazione fondamentale
Il monitoraggio degli impianti è importante per ricostruire le cause di “failure”
Sottoprodotti ed effluenti garantiscono buone performances a bassi costi ma attenzione alla corretta formulazione delle “diete”
Ampie volumetrie garantiscono ampi margini di flessibilità gestionale
BIOGAS: SITUAZIONE E PROSPETTIVE
IN ITALIA
Centro Ricerche Produzioni Animali – C.R.P.A. S.p.A.
WORKSHOP
Lodi21 giugno 2011
Grazie per l’attenzioneGrazie per l’attenzione