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Progetto P7 “Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti” – Documento di sintesi dell’attività 2010

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Progetto P7 “Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti” – Documento di sintesi dell’attività 2010

Il presente Rapporto si riferisce alle attività di ricerca svolte nel periodo Gennaio 2010÷Settembre 2010 nel Progetto “Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti” dell’Area “Produzione di energia elettrica e protezione dell’ambiente”, una delle tre Aree di ricerca definite nell’Accordo di Programma triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico ed RSE S.p.A. stipulato il 30 luglio 2009. Gli obiettivi e all’articolazione del progetto sono descritti nel documento “Piano Annuale di Realizzazione 2010” prot. RSE 10004429 (Novembre 2010). In sintesi, lobiettivo generale del progetto è fornire supporto allo sviluppo della generazione elettrica a partire da biomasse, indagando le principali problematiche impiantistiche e promuovendo lo sviluppo di tecnologie innovative e di applicazioni dimostrative, garantendone nel contempo la compatibilità ambientale. Il progetto è strutturato in due Linee di Ricerca: • Linea di Attività 1: Sviluppo di tecnologie e impianti pilota • Linea di Attività 2: Compatibilità ambientale dell’utilizzo delle biomasse Obiettivi puntuali del progetto sono: • Studio delle problematiche di corrosione, per impianti operanti con la co-combustione carbone– biomasse/CSS (Combustibili Solidi Secondari anche derivato da rifiuti • Sviluppo, validazione, dimostrazione e trasferimento di metodi per il monitoraggio e il controllo delle emissioni da impianti alimentati a biomasse, o rifiuti contenenti biomasse • Contributo alla normazione di metodi per la determinazione del contenuto di energia rinnovabile generata negli impianti ibridi che utilizzano biomasse per la produzione di energia elettrica • Sperimentazione di sistemi innovativi di generazione, adatti all’integrazione in microreti • Sperimentazione dell’applicabilità della tecnologia delle Celle a Combustibile operanti ad alta temperatura per la produzione di energia elettrica a partire da biogas generato dal trattamento di biomasse • Potenzialità e verifiche di laboratorio della tecnologia “microbial fuel cells”, atta a produrre energia elettrica utilizzando reazioni di ossidazione della biomassa mediate da ceppi batterici selezionati; • Studio della sostenibilità ambientale dell’utilizzo di biomasse, con particolare riguardo alla tematica della “filiera corta • Individuazione sul territorio di realtà che consentano uno sfruttamento energeticamente ed economicamente vantaggioso delle biomasse e promozione di iniziative dimostrative di nuovi impianti che meglio si adattano alle realtà locali L’attività riguardante il piano di ricerca 2010 si inserisce in quella definita nel piano triennale 2009-2011 , ed ha prodotto risultati di seguito riportati. Per quanto concerne lo “Sviluppo di tecnologie e impianti pilota” (Linea di Attività 1 del progetto), le ricerche hanno riguardato le problematiche connesse alla Co-combustione di carbone e biomasse/CSS (Combustibili Solidi Secondari) con il completamento dei test di laboratorio di resistenza alla corrosione ed erosione di materiali in ambienti aggressivi tipici della co-combustione carbone-biomassa e la realizzazione di un sistema ingegnerizzato per il monitoraggio on line della corrosione, direttamente su impianto. E’ anche stato prodotto il progetto di massima di una macchina per prove LCF condotte in ambienti aggressivi che simulano le condizioni di esercizio della co-combustione Sul fronte dello studio di sistemi di generazione di piccola taglia, l’attività svolta è stata incentrata sulla valutazione della stato dell’arte di cicli combinati TG-ORC alimentati a biogas e sulla prosecuzione dell’attività di verifica di affidabilità di celle a combustibile ad alta temperatura. Inoltre è stato selezionato un

sito, messo a disposizione da un Partner industriale, dove installare e testare un sistema completo di produzione di energia elettrica da biogas. In tale contesto è stato acquisito e studiato un sistema innovativo di pulizia del biogas, al fine di renderlo adatto alla tecnologia delle celle a combustibile ed è stata operata la scelta della tipologia di cella a combustibile da accoppiare al digestore. Infine, nell’ambito della sviluppo e promozione di impianti sul territorio, è stata aggiornata la raccolta e inserimento nel data base sviluppato negli anni precedenti, di nuovi dati tecnico-economici sulle biomasse e sulle tecnologie per la produzione di elettricità e calore da biomasse. Le ricerche sull’applicazione e le potenzialità delle celle a combustibile microbiche, ha comportato l’esecuzione di verifiche di laboratorio con l’impiego di substrati diversi (varie tipologie di residui a base di biomassa) su diversi set up sperimentali, soprattutto per quanto concerne la configurazione di anodo e catodo. Per quanto concerne la “Compatibilità ambientale dell’utilizzo delle biomasse” (linea di Attività 2), le ricerche hanno riguardato il contributo alla normazione di metodologie analitiche e di campionamento di inquinanti tipici alle emissioni. In particolare è stato completata la validazione del metodo di determinazione dell’Hg alle emissioni ed il trasferimento alla regione Lombardia ed all’ARPA lombarda della tecnologia AEDOS per la trasmissione di dati ambientali acquisiti in remoto dagli impianti di produzione. Inoltre è stato realizzato il progetto esecutivo della Facility sperimentale per la messa a punto di metodi innovativi di misura delle emissioni, e sono state avviati i relativa lavori di realizzazione. Per quanto concerne la quantificazione della frazione di energia elettrica “rinnovabile” prodotta da impianti di generazione di energia elettrica/calore utilizzanti combustibili ibridi, le ricerche sono state indirizzate all’analisi e confronto delle diverse metodologie di determinazione della frazione di energia rinnovabile (14C, bilancio di massa ed energia e metodi indiretti) e alla raccolta ed elaborazione dati puntuali per la determinazione indiretta del contenuto di biomassa. In tale ambito è stata prodotta, in collaborazione con CTI una norma tecnica (ora in fase di inchiesta pubblica) che riguarda in modo specifico l’utilizzo del metodo del 14C , si è pervenuti alla Versione β del Programma OBAMA per la determinazione dell’energia rinnovabile prodotta in impianti ibridi attraverso il bilancio di massa ed energia ed è stata completata la Versione 1 della banca dati DB WASTE REFERENCE Infine, le valutazioni di sostenibilità del ciclo di utilizzo energetico delle biomasse, privilegiando il ricorso alla cosiddetta “filiera corta”, hanno comportato il completamento, sotto il profilo del ciclo energetico delle biomasse, dello studio sulla prima delle tre aree “campione” significative delle diverse realtà locali esistenti in Italia (Valtellina/Valcamonica) e sono state avviate le attività riguardanti la seconda area “campione” (Pianura Padana). Alcune delle attività svolte hanno visto il coinvolgimento RSE in progetti europei, in particolare DEBCO, finalizzato a studi applicativi dei processi di co-combustione carbone-biomassa e BIOCOR, finalizzata all’applicazione di sistemi biologici alla produzione di energia elettrica. Inoltre si è attivamente artecipato ad attività di normativa tecnica a livello nazionale (CTI ed UNI) ed internazionale (CEN ed ISO), oltre che all’Implementing Agreement IEA Bioenergy. Per quanto concerne la divulgazione dei risultati ottenuti Sono stati presentati un considerevole numero di memorie, sia su riviste internazionali che in atti di convegni nazionali ed internazionali, e sono stati organizzati incontri specifici con gli Stakeholder del settore (Autorità ed enti locali e nazionali, operatori di impianti, ecc.), al fine di coglierne le esigenze in termini di futuri indirizzi per le atticvità di ricerca.

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