Il biometano come carburante per il
settore dei trasporti: l’esperienza del
progetto Biomaster
R.Cicilloni, S. Di Rosa, M.Tassan
Marzo 2013
CRF Trento Branch
20 Novembre, 2010
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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
2
SETTORE DEI TRASPORTI: DATI
PROBLEMATICHE
SVILUPPO ECONOMICO
SICUREZZA
•
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%.
Il 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 TRAFFICO
I costi derivanti dal traffico e dagli ingorghi
pesano per circa l'1% sul prodotto interno lordo
(PIL), ogni anno.
AMBIENTE e CONSUMO ENERGETICO
Le 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%.
http://ec.europa.eu/transport/strategies/facts-and-figures/all-themes/index_it.htm
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
3
SETTORE DEI TRASPORTI: DATI
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
Marzo 2013
Le opportunità del biometano per l’autotrazione e gli usi agricoli
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
4
EMISSIONI CO2 PER SETTORE (EU-27)
 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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
5
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
Vehicle Fuel Energy usage
Resistenza al
rotolamento
Aerodinamica
MOBILE AIR CONDITIONING
AERODYNAMICS
Massa Veicolo
MASS / INERTIA
TRACTION
STARTER &
RECHARGING SYSTEM
LUBRICATION
EXHAUST HEAT
TRANSMISSION
TIRE ROLLING
RESISTANCE
Motore trasmissione
POWER
STEERING
COOLING
BRAKING
CONTRIBUTO DEI COMBUSTIBILI ALTERNATIVI
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
7
ROAD MAP COMBUSTIBILI ALTERNATIVI
Today
2020
…
Tempo
Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2
rispetto alla benzina
Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramento
METANO
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
LA FLOTTA FIAT DI OGGI A METANO
MULTIPLA
MULTIPLA VAN
DOBLO’
DOBLO’ CARGO
2003
Marzo 2013
PUNTO CLASSIC
2004
PANDA
PANDA VAN
PUNTO VAN
2005
GRANDE PUNTO
2006
PUNTO EVO
G. PUNTO VAN
2007
2008
QUBO
DUCATO
NEW DOBLÒ
FIORINO
2009
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
ROAD MAP COMBUSTIBILI ALTERNATIVI
Today
2020
…
Tempo
Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2
rispetto alla benzina
Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramento
METANO
BIOMETANO
Biomethane highway
EU Obbligatorio: 10% dei combustibili per il trasporto prodotti
da energia rinnovabile entro il 2020
DIRECTIVE 2009/28/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL
http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=Oj:L:2009:140:0016:0062:en:PDF
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
BIOGAS E BIOMETANO
(Digestione Anaerobica e purificazione)
 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)
 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)
GLOBAL WARMING INDEX (GWI) =
CO2 + 21*CH4 + 296*N2O
Il biogas e il biometano (a seguito della purificazione)
possono essere prodotti da differenti feed stock (reflui
zootecnici, FORSU, fanghi di depurazione, scarti
agroindustriali, ..)
Marzo 2013
Source: JRC/EUCAR/CONCAWE
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
COMBUSTIBILI/TECNOLOGIE ALTERNATIVE:
CONFRONTO IN TERMINI DI EMISSIONI
GLOBALI (DALLA FONTE ALLA RUOTA)
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
PRUDUZIONE DI BIOGAS E BIOMETANO IN
EUROPA
• 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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
L’OPPORTUNITA’ DEL BIOMETANO IN ITALIA
POTENZIALE DI PRODUZIONE
DI BIOGAS
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.
4,2 kg metano/100
km
Consumo nel caso di ciclo combinato
Serbatoio metano: 72 litri (13,1 kg),
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)
(*): La produzione di biogas/biometano in Italia – Sergio Piccinini CRPA – BiogasExpo
2009
Il numero di veicoli a metano in Italia sono: ~615000
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
ROAD MAP COMBUSTIBILI
ALTERNATIVI
Today
2020
…
Tempo
Tecnologia disponibile; - 23 % di emissioni CO2
rispetto alla benzina
Opportunità tecnologiche per ulteriore miglioramento
METANO
BIOMETANO
Biomethane highway
Marzo 2013
Miscele CH4-H2
Idrometano
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
TECNOLOGIA DELL’IDROMETANO (MISCELE CH4-H2)
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.
FLEX-FUEL
Miscele con tenore di
H2 da 0 a 30%
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
Marzo 2013
•
•
Prestazioni
equivalenti
all’analogo
veicolo
a
metano
Potenzialmente applicabile
su tutte le piattaforme a
metano
con
specifici
interventi di adeguamento
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
17
SVILUPPO DI UNA NUOVA STRATEGIA DI
SISTEMA (Provincia di Trento)
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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
APPROCCIO DI SISTEMA
Elettricità
Idrogeno
Bio-NG
Sistemi di
stoccaggio e
distribuzione
Flotte
ecologiche
Marzo 2013
Info-Telematica per la gestione di flotte di
veicoli e lo sviluppo di servizi innovativi
Energie da fonti
rinnovabili
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
20
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
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Il Progetto Biomaster
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
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Il Progetto Biomaster
Le attività all’interno di BIOMASTER …
•
•
•
•
•
Marzo 2013
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
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Il Progetto Biomaster
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
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Il Progetto Biomaster
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
•
Marzo 2013
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
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
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
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Indagine utilizzatori veicoli a metano:
La contea di Norfolk (UK)
•
•
•
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)
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Indagine utilizzatori veicoli a metano:
La regione di Scania (Svezia)
•
•
•
•
•
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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Indagine utilizzatori veicoli a metano:
La regione di Malopowska (Polonia)
In general, are you satisfied with your car?
Greatly
1%
No
10%
Q16: For which reason did you buy a
CNG/biomethane car?
Incentives
Yes
24%
Moderately
65%
Economic aspects
Environmental aspects
It's not my car - I only use it
0
10
20
30
40
• 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
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
Indagine utilizzatori veicoli a metano:
Tabella di Sintesi
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF
CONCLUSIONI
•
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).
Marzo 2013
This document contains information which are proprietary of CRF. Neither this document
nor the information contained herein shall be used, duplicated nor communicated by any
means to any third party, in whole or in part, except with the prior written consent of CRF