il biometano come carburante per il settore dei trasporti: l’esperienza del progetto biomaster...

CRF Trento Branch

20 Novembre, 2010

Il biometano come carburante per il settore dei trasporti: l’esperienza del progetto Biomaster

R.Cicilloni, S. Di Rosa, M.Tassan

Marzo 2013

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Scenario attuale e linee di azione verso la riduzione emissioni CO2

Road map dei carburanti alternativi

Opportunità per il Territorio: il caso Trentino

L’esperienza del progetto Biomaster


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SETTORE DEI TRASPORTI: DATI

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• Il settore dei trasporti impiega direttamente 10 milioni di persone, che costituiscono il 4,5% dell'occupazione totale

• Il settore genera il 4,6% del prodotto interno lordo (PIL).

• La produzione di attrezzature per i trasporti rappresenta un ulteriore 1,7% del PIL e pesa sull'occupazione per 1,5%.

SVILUPPO ECONOMICO PROBLEMATICHE

http://ec.europa.eu/transport/strategies/facts-and-figures/all-themes/index_it.htm

SICUREZZAIl trasporto su strada rimane notevolmente più pericoloso rispetto a quello che sfrutta altri mezzi anche se le tecnologie per la sicurezza stradale(come i sistemi di frenata evoluti e/o altri dispositivi di controllo elettronico) stanno aiutando a ridurre queste cifre.

CONGESTIONE DEL TRAFFICOI costi derivanti dal traffico e dagli ingorghi pesano per circa l'1% sul prodotto interno lordo (PIL), ogni anno.

AMBIENTE e CONSUMO ENERGETICOLe emissioni di gas serra provocate dai trasporti (compresi quelli aeronautici internazionali e quelli marittimi) sono aumentate di circa il 34% tra il 1990 e il 2008. Nel corso dello stesso periodo il settore energetico ha ridotto le emissioni di circa il 9%.


Marzo 2013 4Le opportunità del biometano per l’autotrazione e gli usi agricoli

Nella UE-27 la domanda sia passeggeri che merci aumenterà in modo significativo: su base 2010 di ca. il 18% e del 30% al 2030

(GpKm: miliardi km per passeggero)

Source: http://www.fondazionesvilupposostenibile.org/f/Documenti/CO2+Trasporti/cap_5.pdf

SETTORE DEI TRASPORTI: DATI


Marzo 2013

Si ha una crescita continua delle emissioni di CO2 nel settore dei trasporti a fronte di una diminuzione negli altri settori come agricoltura e industria

Nel 2008 si ha un aumento del 25% rispetto al 1990 Nel 2008, il settore dei trasporti ha prodotto il 20% delle emissioni totali di CO2

Source: European Environment Agency (EEA)http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/greenhouse-gas-emissions-in-the/ghg-emissions-in-the-eu/image_original

EMISSIONI CO2 PER SETTORE (EU-27)

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MASS / INERTIA

TIRE ROLLINGRESISTANCE

Vehicle Fuel Energy usage

LUBRICATION

TRANSMISSION

POWER STEERING

MOBILE AIR CONDITIONING

COOLING

AERODYNAMICS

STARTER &RECHARGING SYSTEM

BRAKING

EXHAUST HEAT

TRACTIONMASS / INERTIA

TIRE ROLLINGRESISTANCE

Vehicle Fuel Energy usage

LUBRICATION

TRANSMISSION

POWER STEERING

MOBILE AIR CONDITIONING

COOLING

AERODYNAMICS

STARTER &RECHARGING SYSTEM

BRAKING

EXHAUST HEAT

TRACTION

AZIONI VERSO LA RIDUZIONE DI EMISSIONI CO2

Approccio di sistema al fine di identificare il giusto mix di obiettivi tra i diversi interventi per poter giungere al miglior compromesso in termini di rapporto

prestazioni/costo

Resistenza al rotolamentoAerodinamica

Massa Veicolo

Motore - trasmissione

CONTRIBUTO DEI COMBUSTIBILI ALTERNATIVI


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Marzo 2013

Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramentoMETANO

ROAD MAP COMBUSTIBILI ALTERNATIVI

Tempo Today 2020 …Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2 rispetto alla benzina


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2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

MULTIPLA

MULTIPLA VAN

DOBLO’

DOBLO’ CARGO

PUNTO CLASSIC

PUNTO VAN PANDA VAN G. PUNTO VAN DUCATO FIORINO

QUBOPUNTO EVOPANDA GRANDE PUNTO

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

MULTIPLA

MULTIPLA VAN

DOBLO’

DOBLO’ CARGO

PUNTO CLASSIC

PUNTO VAN PANDA VAN G. PUNTO VAN DUCATO FIORINO

QUBOPUNTO EVOPANDA GRANDE PUNTO NEW DOBLÒ

LA FLOTTA FIAT DI OGGI A METANO


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Biomethane highway

EU Obbligatorio: 10% dei combustibili per il trasporto prodotti da energia rinnovabile entro il 2020

BIOMETANO

DIRECTIVE 2009/28/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCILhttp://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=Oj:L:2009:140:0016:0062:en:PDF


Marzo 2013

Benefici ambientali indiretti (gestione reflui zootecnici): la tecnologia presenta una potenzialità per la produzione di fertilizzanti (reflui zootecnici) che possono essere facilmente incorporati nel suolo in quantità precise (migliore omogeneità dei prodotti digeriti; maggiore efficienza agronomica), riduzione delle emissioni odorose (impatto sociale)

Benefici ambientali diretti: Il progressivo utilizzo del biometano favorisce la riduzione di CO2 in atmosfera grazie alla conversione di biomasse (in particolare per i reflui zootecnici e FORSU che altrimenti emetterebbero biogas direttamente in atmosfera; opportunità per gli allevatori)

Source: JRC/EUCAR/CONCAWE

Il biogas e il biometano (a seguito della purificazione) possono essere prodotti da differenti feed stock (reflui zootecnici, FORSU, fanghi di depurazione, scarti agroindustriali, ..)

BIOGAS E BIOMETANO (Digestione Anaerobica e purificazione)

GLOBAL WARMING INDEX (GWI) = CO2 + 21*CH4 + 296*N2O


Marzo 2013

COMBUSTIBILI/TECNOLOGIE ALTERNATIVE: CONFRONTO IN TERMINI DI EMISSIONI GLOBALI (DALLA FONTE ALLA RUOTA)


Marzo 2013

• L’Italia è il quarto produttore in Europa di biogas

• In Italia il biogas è ad oggi esclusivamente utilizzato per la produzione di energia elettrica, eventualmente combinata con calore

• La filiera del biometano in Italia non è incentivata come per la produzione di E/E (lo sarà a breve a seguito del Decreto legislativo del 3° March 2011, come recepimento della direttiva 2009/28/CE)

• La produzione di biogas in Europa nel 2009 è stata pari a 8346 ktep (=tonn. equivalenti di petrolio), 98 TWh (+42% vs. 2007)

• Il potenziale del biogas in Italia ha un valore complessivo di circa 20 TWh / anno (nel 2009: ~ 5.2 TWh; +10% vs. 2007) Fonte: Biogas/Biometano in Italia: situazione e prospettive – Claudio Fabbri

CRPA –2011

PRUDUZIONE DI BIOGAS E BIOMETANO IN EUROPA


Marzo 2013

L’OPPORTUNITA’ DEL BIOMETANO IN ITALIA

4,2 kg metano/100 kmConsumo nel caso di ciclo combinatoSerbatoio metano: 72 litri (13,1 kg),

Il potenziale del biogas in Italia ha un valore complessivo di circa 20 TWh / anno (*) corrispondenti circa a ~ 6,5 Miliardi di m3 di biometano/anno

Supponendo di usare 1/3 del biogas prodotto per biometano prodotto come carburante per veicoli otterremmo un importo complessivo di ~1,5 Miliardi di kg di bioCH4/anno.

La quantità di biometano prodotta permetterebbe di far funzionare ~ 1.1 Milioni Fiat Panda / anno(~ 322.000 con 1/3 della produzione attuale)(percorrenza media 30’000 km)

POTENZIALE DI PRODUZIONE DI BIOGAS

(*): La produzione di biogas/biometano in Italia – Sergio Piccinini CRPA – BiogasExpo 2009

Il numero di veicoli a metano in Italia sono: 615000


Marzo 2013




Biomethane highway

BIOMETANO

Miscele CH4-H2

Idrometano


Marzo 2013

Se al METANO si aggiunge una frazione di idrogeno VERDE si ottiene una scelta tecnologica vantaggiosa sotto diversi profili: è infatti possibile sfruttare alcune proprietà dell’idrogeno per esaltare le già ottime caratteristiche “ecologiche” del metano, e limitare nel contempo le criticità associate all’utilizzo del solo idrogeno.Tecnologia “ponte”, abilitante gli investimenti per l’infrastruttura dell’idrogeno.

Benefici ambientali:• Con frazione di H2 del 30%, riduzione delle

emissioni di CO2 dell’11% rispetto al metano, del 31% rispetto alla benzina e del 15% rispetto al diesel

• Riduzione delle emissioni inquinanti (THC, CO e NOx): raggiunge standard EEV e si avvicina ai futuri standard Euro VI

• Emissioni di PM ridotte a zero• Ridotte emissioni acustiche rispetto ai veicoli

diesel

TECNOLOGIA DELL’IDROMETANO (MISCELE CH4-H2)

• Prestazioni equivalenti all’analogo veicolo a metano

• Potenzialmente applicabile su tutte le piattaforme a metano con specifici interventi di adeguamento

FLEX-FUELMiscele con tenore di

H2 da 0 a 30%


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Marzo 2013

Attraverso la creazioni di partnership locali tra il mondo della ricerca, dell’industria e la Pubblica Amministrazione, la Provincia di Trento promuove un approccio di sistema che abilita lo sviluppo Territoriale attraverso l’implementazione di soluzioni innovative con impatto positivo per i cittadini e al contempo per la creazione di opportunità industriali.

TERRITORIO COME LABORATORIO PER

LA SPERIMENTAZIONE

SVILUPPO DI UNA NUOVA STRATEGIA DI SISTEMA (Provincia di Trento)


Marzo 2013

Energie da fonti rinnovabili

Flotte ecologiche

Info-Telematica per la gestione di flotte di

veicoli e lo sviluppo di servizi innovativi

Idrogeno Bio-NGElettricità

APPROCCIO DI SISTEMA

Sistemi di stoccaggio e distribuzione


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Marzo 2013

Il Progetto Biomaster

BIOMASTER è un progetto approvato sul programma Intelligent Energy Europe, bando 2010

• 17 partner, 5 paesi membri, 4 siti di applicazione:

• Małoposka Region (PL)• Norfolk County (UK)• Skåne Region (SE)• Trentino (IT)

• 36 mesi di attività: 1°maggio 2011-30 aprile 2014

• Approfondire gli aspetti legati alla produzione del biometano, alla distribuzione e all’utilizzo nei veicoli

• Partnership “waste-to-wheel” con creazione di reti locali di attori coinvolti a diverso livello sul tema trattato

• Attività di studio, analisi, formazione, seminari, conferenze, divulgazione, pubblicazioni, eventi, meeting


Marzo 2013

Małopolska Region, Poland• AGH-UST – AGH University of Science and Technology• MSWM – Municipal Services and Waste Management

Company of Crakow• PGNiG – PGNiG Energia S.A.

Norfolk County, United Kingdom• NCC – Norfolk County Council• NCS – Norse Commercial Services Ltd• NGG – National Grid Gas plc

Skåne Region, Sweden• LUENERG – Kraftringen produktion• Regskane – Region of Skåne• AB SEA-SE – Kommunforbundet Skåne

Trentino Region, Italy• ACSM – ACSM S.p.A.• CRF – FIAT Research Centre SCPA• CRPA – Research Centre on Animal Production• DE – Group Dolomiti Energia• FEM – Edmund Mach Foundation

• ISIS – Institute of Studies for the integration of Systems, Italy (coordinator)

• FGM-AMOR – Austrian Mobility Research, Austria• TTR – Transport & Travel Research Ltd, United Kingdom



Marzo 2013

Le attività all’interno di BIOMASTER …

• Studi di fattibilità per valutare la migliore tecnologia, progettazione, forma di finanziamento e localizzazione di un impianto di digestione anaerobica su scala locale

• Business plan per le modalità di iniezione di biometano nella rete di distribuzione regionale o nazionale sia su piccola che su larga scala

• Analisi delle differenti forme di utilizzo del biometano che potrebbe essere prodotto

• Valutazione degli aspetti tecnologici, economici e di sicurezza per le stazioni di rifornimento locali

• Costituzione di una rete regionale e nazionale



Marzo 2013

Le nostre ambizioni …

• Dimostrare come il biometano per il trasporto sia un’opzione operativa e praticabile nonostante le barriere esistenti, normative e fiscali

• Superare l’attuale “stadio di impasse” attraverso la promozione di iniziative congiunte sul biometano, che coinvolgano tutti gli anelli della filiera, che siano di stimolo per gli investimenti, che contribuiscano a rimuovere le barriere non tecnologiche esistenti.



Marzo 2013

Obiettivi

• 4 report dettagliati delle materie prime disponibili, piani di azione per la produzione di biogas e la sua purificazione, strategie per la gestione dei residui di trattamento e per stimolare l’uso del biometano nei veicoli

• Costituzione di 4 reti regionali, una in ogni regione-obiettivo e 4 ulteriori reti regionali in ogni paese partner del progetto

• Ulteriori reti in 5 regioni oltre a quelle dei territori partner

• Progressi quantificabili con i seguenti obiettivi cumulativi:• 12 nuovi impianti di produzione di biometano nelle regioni partner• 4 punti di iniezione nella rete di distribuzione• 30 veicoli funzionanti a biometano• 54 nuove stazioni di rifornimento per biometano



Marzo 2013

Indagine utilizzatori veicoli a metano:La provincia di Trento

• Il metano non è considerato più pericoloso di un carburante tradizionale dal 70% degli intervistati

• Le principali ragioni di non soddisfazione per gli utenti sono legate alle modalità di rifornimento e all’autonomia (più del 30%)

• Il risparmio di carburante è la ragione principale per la quale gli utenti acquistano un auto a metano

• La percentuale di persone che conoscono il biometano è molto alto (67%)


Marzo 2013

• Il problema principale è legato alla mancanza delle stazioni di rifornimento• Il 90% degli intervistati si dice a favore dei carburanti alternativi (tra cui il

biometano) , in particolare tra gli autisti di autobus• Gli intervistati lamentano la mancanza di informazioni su alcuni aspetti i (costo del

carburante, i costi, le emissioni dei veicoli)

Indagine utilizzatori veicoli a metano:La contea di Norfolk (UK)


Marzo 2013

• Gli utenti di veicoli a metano sono in generale soddisfatti dei loro mezzi e delle infrastrutture esistenti nella regione

• Uno dei punti di maggior soddisfazione è rappresentato dal basso impatto ambientale della loro auto

• La percezione della guida durante il funzionamento a biometano e metano è identica

• Il numero di stazioni di rifornimento NG soddisfa le aspettative• Le persone che non utilizzano NGV segnalano la mancanza di stazioni di

rifornimento come uno dei princiapali motivi della loro scelta

Indagine utilizzatori veicoli a metano:La regione di Scania (Svezia)


Marzo 2013

• Il maggior problema è rappresentato dal numero limitato di stazioni di rifornimento• Il consumo di carburante soddisfa l’80% degli intervistati• Le principali cause di insoddisfazione sono rappresentate delle limitazioni al parcheggio, dal

confort di guida e dalle ridotte dimensioni del bagagliaio• Più dell’86% degli intervistati conosce biometano e mostra interesse all’acquisto di un

veicolo biometano

It's not my car - I only use it

Environmental aspects

Economic aspects

Incentives

0 5 10 15 20 25 30 35

Q16: For which reason did you buy a CNG/biomethane car?

Greatly1%

Yes24%

Moderately65%

No10%

In general, are you satisfied with your car?

Indagine utilizzatori veicoli a metano:La regione di Malopowska (Polonia)


Marzo 2013

Indagine utilizzatori veicoli a metano:Tabella di Sintesi


Marzo 2013

• Il settore di trasporti è responsabile del 23% delle emissioni CO2 e la continua richiesta di mobilità ne determina un continuo incremento che deve essere compensato e ridotto dal continuo miglioramento dell’efficienza dei veicoli;

• Tra le azioni finalizzate alla riduzione di emissioni CO2 i combustibili alternativi a partire dal metano, che è già una realtà, possono contribuire in maniera determinante alla riduzione di CO2 (è fondamentale puntare ad una forte sviluppo dell’infrastruttura);

• Sulla spinta dei combustibili gassosi, anche i carburanti da fonte rinnovabile quali il BIOMETANO hanno grandi opportunità di sviluppo e giocheranno un importante ruolo nel prossimo futuro nei trasporti (target del 10% entro il 2020) ma anche ne settore agricolo;

• Per abilitare e promuovere lo sviluppo e l’applicazione dei carburanti da fonte rinnovabile risulta estremamente importante muoversi verso un approccio di sistema e di filiera coinvolgendo tutti gli attori necessari (Pubblica Amministrazione, aziende, mondo della ricerca).

CONCLUSIONI

il biometano come carburante per il settore dei trasporti: l’esperienza del progetto biomaster...

Documents

dati3il settore dei

settore energetico

emissioni totali

prodotto interno lordo

crf trento branch20

co2 source

passeggero source

sistemi di frenata evoluti