Biometano - Principi, tecnologie e situazione in Europa

Biometano - Principi, tecnologie e situazione in
Europa
Dr. Harald von Canstein, E.ON Bioerdgas GmbH
Montichiari, 24.1.2013
E.ON AG
Centrale nucleare Brokdorf
Pipeline per gas naturale
Rödsand 2 parco eolico off-shore
Impianto di biometano E.ON Schwandorf
Azienda in 30 Paesi, sede centrale a Düsseldorf
Grazie al nucleare, a gas ed energia rinnovabile basse emissioni di CO2 di 420 g/kWhel
Nucleare: Partecipazione a 9 centrali tedesche e 3 centrali svedesi con 11,3 GWel
Rinnovabile:
Acqua 4,8 GWel
Eolico 3,5 GWel (di cui 0,5 GWel offshore)
Biomassa, biogas 0,1 GWel
Biometano 0,08 GWHs
Nucleare,
eolico, biomassa, biogas stato 31.12.2010; biometano stato
2
gennaio 2013
2
E.ON Bioerdgas GmbH
Storia:
Fondazione nel 2007
2008: Messa in funzione Schwandorf
2009: Messa in funzione Einbeck e Aiterhofen
2011: Messa in funzione Merzig
2012: Messa in funzione Hallertau
Portfolio:
Gestione di un impianto proprio
Acquisto di biometano (Long-Term Contracts)
Sviluppo di progetti
Volume nel 2012: 700 GWh
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Biomethan: speicherfähig und vielfältig nutzbar
Impianto di pretrattamento
per biomasse
Materia prima ricrescente
Fermentatore
Trattamento del biogas
Il biometano deve avere una certa qualità (potere calorifico, Indice di
Wobbe, punto di rugiada, pressione; concentrazione CH4, O2, N2,
H2, H2S, H2O, ...)
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Terma a gas
Cogeneratore
Distributore di biometano
Sistem di tubature per biometano
Produzione decentralizzata di energia elettrica: gestita a corrente o calore
Il biometano è immagazzinabile, alta efficienza
Biomethan in Europa: schnellster Ausbau in Deutschland
226 impianti di biometano in Europa (2013) in progettazione,
costruzione ed esercizio
171 impianti in Germania per via della legge vantaggiosa
Moventi:
- Regolazione dell’accesso alla rete
- Regolazione dei costi d’accesso
- Regolazione della remunerazione
- Sicurezza nella pianificazione
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Source: www.biogaspartner.de
Impianti di biometano in Europa
800
Anzahl
700
Kapazität (MW)
600
500
400
Norwegen
300
Luxemburg
200
Frankreich
100
Großbritannien
Kapazität (MW)
0
Österreich
EU in
Planung /
Bau
Schweden
EU in
Betrieb
Schweiz
Anzahl
D in
Planung /
Bau
Niederlande
Deutschland
0
200
400
600
800
1000
gesamte Kapazität (MW)
I progetti di biometano dipendono soprattutto dalle condizioni regolatorie (= politiche)
Quantità totale di cessione in Europa (Betrieb) 909 MWHs
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Source: dena, www.biogaspartner.de 2010
1200
D in Betrieb
Tecnologie di upgrade del biogas
450
400
Anzahl
gesamte Kapazität (MW)
350
300
250
200
150
100
50
0
Amin-,
chem.
Wäsche
DWW
gesamte Kapazität (MW)
PSA
n.n.
Genosor
Membran
b
Anzahl
CryoTechnik
Frequenza delle tecnologie di upgrade:
Lavaggio alle ammine, chimico > Lavaggio ad acqua a pressione (DWW) >> Adsorbimento dell’oscillazione di pressione (PSA)
>> Genosorb >> Membrane > Cryo
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Source: www.biogaspartner.de
Adsorbimento dell’oscillazione di pressione (PSA)
CH4 – gas arricchito
Fluido di spurgo
Separazione
H 2S
CH4- Arricchimento
Prefiltri
Compressione
Condizionamento
Biogas
Gas di scarico
Condensa
Concentrazioen di CH4 fino al 97%
Perdite di CH4: 2-5%, è necessario il trattamento del gas di scarico
Alta esigenza di corrente per creare la pressione; nuovo: metodo a bassa pressione
Utilizzo aAiterhofen, Schwandorf, Wrams Gunnarstorp
Quelle: CarboTech Engineering, Essen
(CO2, N2, O2, H2O, H2S)
Lavaggio ad ammine
Concentrazione di CH4 fino al 99%
Perdite di CH4 ca. 0,1%
Alta esigenza di calore (caldaia a biogas grezzo, cippato di legno)
Utilizzo a Einbeck, Falkenberg
Quelle: MT Energie
Einbeck: Emissioni di CH4 a 0,1% più basse del previsto
Rilevamento sistematico di fuoriuscite
con GasCam®
Passo seguente: Sorvolo
con CHARM®
• Le emissioni di CH4 nel gas di scarico del lavaggio ad ammine: ca. 0,07%
• Emissioni totali a 0,1% molto più basse delle stime finora fatte (1%)
• Emissioni di equivalenti in CO2 solo ca. 40 g/kWhHs, perciò alto risparmio di CO2
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Lavaggio fisico (Genosorb)
Concentrazione di CH4 fino al 99%
Perdite di CH4 ca. 1-2%, trattamento del gas di scarico necessario
Alta esigenza di energia elettrica per la creazione di pressione
Utilizzo a Merzig
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Quelle Haase Energietechnik
Lavaggio ad acqua sotto pressione (DWW)
Concentrazione di CH4 > 97%
Perdite di CH4 1%, il trattamento dei gas di scarico è necessario
Alta esigenza di energia elettrica per la creazione di pressione
Utilizzo a Wolnzach
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Quelle: Malmberg
Metodo a membrane
Il biogas percorre con ca. 10 - 20 bar i moduli a membrane
CO2 e H2O penetrano la parete della membrana, CH4 rimane nel gas prodotto
Utilizzo di più stadi per raggiungere la purezza richiesta
Nessun utilizzo di mezzi di lavaggio
Obiettivo: Consumo di corrente ca. 0,2 kWhel/Nm³ gas grezzo [PSA: 0,26]
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Quelle aller Abbildungen: Evonik
Confronto di metodi di upgrading E.ON
Sito
Metodo
Produttore
In esercizio
Flusso
Consumo energetico
da
volumetrico del
specifico
gas greggio
Schwandorf
Adsorbimento
Carbotech
02/2008
2.000 Nm³/h
a oscillazione
0,26 KWhel/Nm³ gas
greggio
di pressione
Aiterhofen
Adsorbimento
Carbotech
09/2009
2.000 Nm³/h
a oscillazione
0,26 KWhel/Nm³ gas
greggio
di pressione
Einbeck
Lavaggio ad
MT Biomethan
09/2009
1.100 Nm³/h
ammine
0,08 KWhel/Nm³ gas
greggio
0,6 KWhth/Nm³ gas
greggio
Merzig
Lavaggio fisico
Haase
05/2011
1.100 Nm³/h
Energietechnik
Wolnzach
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Lav. ad acqua
sotto press.
Fonte: Dr. Cathrin Schröder
Malmberg
0,26 KWhel/Nm³ gas
greggio
06/2012
2.000 Nm³/h
n.a.
Risparmio di gas serra in base al metodo
300
277
260
GHG savings [g CO2-eq/kWh,Hs]
250
220
200
150
100
50
38
0
local CHP 500kW, 0%
heat use
biomethane for
transportation
biomethane for heat
(calorific boiler)
biomethane CHP 2MW,
100% heat use
In riferimento all‘impianto di biometano Einbeck (Mais, Gras, GPS)
Risparmi più elevati di CO2 con l‘utilizzo di biometano al posto di produzione di corrente sul sito senza sfruttamento del calore
Risparmi di CO2 simili in ogni metodo di upgrading
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Quellen: DBFZ 2008, Ifeu 2008, UBA 2010, eigene Berechnungen
Il biometano è migliore di e-mobility
Emissioni di CO2
Biometano
5 g/km
Macchina elettrica (vento) 5 g/km
Portata
Biometano
Macchina elettrica
450 km
<200 km
Durata del serbatoio
Biometano
Macchina elettrica
5 min
≈ Stunden
Costi aggiuntivi sul prezzo d‘acquisto
Biometano
350 – 3.500 €
Macchina elettrica
10.000 – 15.000 €
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Gas naturale del sistema energetico del futuro
Il gas naturale immagazzina
corrente:
power to gas
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Biometano – l‘asso nella manica della svolta energetica
Produzione continua (24h, 365d)
Rete del gas per immagazzinaggio e trasporto
Utilizzo vario:
Carburante per trasporto
Carburante per produzionedi corrente
Combustibile per produzione di calore
Stabilizzazione della rete elettrica (regolabile, power to gas)
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Contatto
Dr. Harald von Canstein
Direttore della biotecnologia
Tel: +49 (201) 184 – 7271
Fax: +49 (201) 184 – 7837
Mob: +49 (171) 760 1164
E-Mail: [email protected]
E.ON Bioerdgas GmbH
Brüsseler Platz 1
45131 Essen
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