alternative alla gasificazione di pollina federico valerio chimica ambientale istituto nazionale...
Post on 02-May-2015
227 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ALTERNATIVE ALLA GASIFICAZIONE DI
POLLINA
Federico ValerioChimica Ambientale
Istituto Nazionale Ricerca sul CancroGenova
IST Genova 1
IL PROBLEMA• In Lombardia l’allevamento di pollame è un’ importante
attività• Nel 2000, 19.980 aziende lombarde allevavano 27 milioni di capi
• i quali hanno prodotto almeno 121.000 tonnellate di pollina (deiezioni, lettiere, piume…)
IST Genova 2
Composizione chimica della pollina
IST Genova 3
• SALI AMMONIACALI 3%• ANIDRIDE FOSFORICA 2%• OSSIDO DI POTASSIO 1,5%
UN OTTIMO FERTILIZZANTE
CON QUALCHE PROBLEMA!
IST Genova 4
Il ciclo dell’azoto
Per attività microbica i sali ammoniacali
si trasformano in nitrati
che, a causa della loro elevata solubilità in acqua,
possono contaminare la falda
e produrre eutrofizzazione di laghi e mari
DIRETTIVA NITRATI
IST Genova 5
Gestione della pollina a Bedizzole
IST Genova 6
I TRATTAMENTI POSSIBILI
1. ESSICCAMENTO
2. COMPOSTAGGIO
3. TRATTAMENTO ANAEROBICO (BIOGAS)
4. COMBUSTIONE
5. GASIFICAZIONE E COMBUSTIONE DEI GAS
IST Genova 7
COMPOSTAGGIO
• LA POLLINA SI PUO’ COMPOSTARE MA OCCORRE TROVARE LO “STRUTTURANTE” ADATTO• Paglia di grano (Bosnia)• Pannelli di sansa di olive (Tunisia)• Gusci di semi di Sesamo (Tunisia)• Carbone di eucalipto (Brasile)
IST Genova 8
Compostaggio “HOSOYA”
• L’impianto
ITALIA NOSTRA 9
Compostaggio “HOSOYA”
ITALIA NOSTRA 10
Il prodotto
COMPOSTAGGIO
LA POLLINA COMPOSTATA,
UTILIZZATA NEI CAMPI,
RILASCIA LENTAMENTE AMMONIACA E NITRATI
E LA PRODUZIONE AGRICOLA MIGLIORA
IST Genova 11
DIGESTIONE ANAEROBICA• BIOGAS E COMPOST prodotti “digerendo” POLLINA
IST Genova 12
13
Ingressoscartibiodegradabile
Uscita biogas
Uscita digestato
Uscita effluenti liquidi
SCHEMA BIODIGESTORE
Impianto anaerobico e compostaggio Gargazzone (BZ)
15
Bilancio annuale impianto Biogas• In ingresso
• 12.000 ton scarti umidi biodegradabili• 2.500 ton Cippato di legno
• In uscita• 5.000 ton Compost• 1.200.000 metri cubi metano
• 1.140.000 kwh di elettricità in rete• 1.100.000 kwh elettricità autoconsumo• 3.200.000 kwh termici (riscaldamento)
IMPIANTI A BIOGAS ALIMENTATI A POLLINA
• CINA (2008) A SERVIZIO DI UN ALLEVAMENTO DI
3 MILIONI DI POLLI• 80.000 TONNELLATE/ANNO DI POLLINA
• INGHILTERRA (2011)• Trattamento annuo
• 700 TONNELLATE POLLINA• 1000 TONNELLATE DI DEIEZIONI BOVINE• 3000 TONNELLATE DI INSILATO DI MAIS
IST Genova 16
IMPIANTI A BIOGAS ALIMENTATI A POLLINA
• ITALIA, Cesena• In corso sperimentazione di un impianto pilota di
trattamento anaerobico a secco, alimentato a pollina.
(Amadori)
IST Genova 17
COMBUSTIONE E GASIFICAZIONEPOLLINA
• La prima centrale elettrica alimentata a “pollina”• 1992, Inghilterra, forno a griglia mobile alimentata con 140.000
ton/anno.
• Centrali a pollina in funzione nei primi anni 2000• Quattro grandi centrali in Inghilterra• Una centrale negli USA
(forni a griglia e a letto fluido)
. Impianti sperimentali per la gasificazione (2008)
IST Genova 18
Problemi connessi con i trattamenti termici della
pollina
•Elevata umidità della pollina•Bassa temperatura di fusione delle ceneri
(forni a griglia)•Possibili contaminanti tossici ( idrocarburi policiclici, diossine) nelle ceneri, prodotti dalla combustione
IST Genova 19
IMPATTI AMBIENTALI DEI TRATTAMENTI
• COMPOSTAGGIO con biofiltri• Basso impatto ambientale• Biodegradazione di contaminanti organici ( trattamenti sanitari)• Rischio microbiologico nullo
• FERMENTAZIONE ANAEROBICA ( Biogas)• Inquinanti da combustione del biogas (metano)
• GASIFICAZIONE • Inquinanti da combustione del gas di sintesi (ossido di carbonio,
idrogeno)
IST Genova 20
Bilanci annuali del gasificatore di Bedizzole
Pollina secca gasificata 18.750 ton
Ceneri prodotte 1.310 ton
Solfato di ammonio 613 ton
Camion in ingresso e uscita 1.307
Elettricità 7,3 milioni kwh
Calore per essiccare pollina 6,7 milioni kwh
Calore residuo a 80° 22,4 milioni kwh
IST Genova 21
Concentrazioni attese nei fumi del gasificatore pollina di Bedizzole
Inquinanti Concentrazioni medie a caminomg/Nm3
Anidride solforosa 50
Ossidi di azoto 100
Ossido di carbonio 20
Polveri totali 5
IST Genova 22
Pollina e zolfo
Nella pollina è presente zolfo (0,55%, peso secco) in percentuale simile a quella del carbone a basso tenore di zolfo
IST Genova 23
Inquinanti immessi in atmosfera dal gasificatore di Bedizzole
dopo trattamento fumi
INQUINANTI kg/anno
Polveri 507Ossidi di azoto 10.161Anidride solforosa 5.080
IST Genova 24
Fattori di emissione da motori alimentati a metano, biogas, singas da pollina
Inquinanti Motori a metano* Motori a biogas* Gas da pollinaProgetto 3A
grammi per giga-joule (elettricità+calore)
Anidride solforosa 0,3 1,88 47,3
Ossidi di azoto 135 173 94,7
Polveri totali 0,76 7,9 4,7
IST Genova 25
* Ref : National Environmental Research Institute. Aarhus University Emissions from decentralised CPH plants. 2007
• I fattori di emissioni del metano e del biogas, nello studio danese, prevedono il recupero di tutto il calore a bassa temperatura per il riscaldamento invernale di edifici.
• La percentuale di calore che si prevede possa essere utilizzato dall’impianto di gasificazione pollina di Bedizzole, per l’essiccazione e il teleriscaldamento dei vicini allevamenti sarà sensibilmente inferiore alla quantità di calore residuo effettivamente disponibile.
• Pertanto i fattori di emissione reali dell’impianto di gasificazione, a parità di energia effettivamente utilizzata, saranno maggiori di quelli riportati in Tabella
IST Genova 26
EMISSIONI A CONFRONTO
A parità di pollina trattata, un impianto anaerobico con produzione e
uso energetico di bio-metano potrebbe avere
una maggiore efficienza energetica e un minore impatto ambientale
di un impianto di essiccazione e gasificazione
IST Genova 27
…SPECIALMENTE SE L’IMPIANTO E’ DIMENSIONATO IN BASE ALL’ ESIGENZE LOCALI:
•PRODUZIONE DI BIOMASSE A KM ZERO
•CONSUMI ENERGETICI E CALORE A COPERTURA DEI CONSUMI DI ELETTRICITA’ E CALORE DELL’IMPIANTO DI TRATTAMENTO
• RISCALDAMENTO-RINFRESCAMENTO DEI CAPANNONI PER ALLEVAMENTO POLLI
IST Genova 28
QUALITA’ DELL’ARIA NELLA PIANURA LOMBARDA
IST Genova 29
Qualità dell’aria a Bedizzole
• Comune a prevalente vocazione agricola,
classificato zona A2
• Alta probabilità di superamento • dei limiti di NO2
• della soglia di allarme e valore bersaglio per la salute umana di O3
• Limiti giornalieri e annuali di polveri sottili (PM10)
IST Genova 30
Il parere di ARPA Lombardia (2010)
• Bisogna ridurre del 50-70% le emissioni inquinanti presenti in Lombardia nel 2003, per avere una buona probabilità di rimanere sotto la soglia di 35 superamenti giornalieri di 50 microgrammi/m3 di PM10.
IST Genova 31
Polveri sottili (PM10) a Rezzato(2009)
• Media annuale: 48,1 microgrammi/ m3
• Per 130 giorni la concentrazione giornaliera di PM10 ha superato 50 ug/m3
Valore limiti per PM10
• Media annuale:• 40 ug/m3
• Numero massimo di superamenti giornalieri di 50 ug/m3
• 35 superamenti/anno
IST Genova 32
CONCLUSIONE 1)• IL TRATTAMENTO DI POLLINE A MINORE IMPATTO
AMBIENTALE E’ IL COMPOSTAGGIO, CON USO AGRONOMICO DEL COMPOST PRODOTTO
• PER ALLEVAMENTI DI PICCOLE E MEDIE DIMENSIONI
IL BILANCIO ENERGETICO MIGLIORA CON IMPIANTI
FOTOVOLTAICI SUI TETTI DELL’AREA DI STOCCAGGIO E
SU TETTI DEGLI ALLEVAMENTI
IST Genova 33
CONCLUSIONE 2)
PER IL TRATTAMENTO DI POLLINE
DA GRANDI ALLEVAMENTI E DI ALTRE BIOMASSE DI
PRODUZIONE LOCALE• TRATTAMENTO ANAEROBICO con produzione di compost
di qualita’ per uso agricolo e di biometano da immettere in rete, per la parte eccedente ai consumi di elettricità e calore dell’impianto.
IST Genova 34
Grazie per l’attenzione
E per saperne di più:
http://federicovalerio.splinder.com
http://web.me.com/federico.valerio/Federico_Valerio/Benvenuto.html
top related