Cafiero - Rimini Fiera

Gli utilizzi del biometano consentiti dalla
normativa europea e nazionale
Convegno: « La filiera del biogas: un giacimento verde da esplorare»
Lorenzo Cafiero
Ecomondo 2014 - Rimini, 7 Novembre 2014
Sommario
Armonizzazione della normativa tecnica europea per l’utilizzo
del biometano: il mandato CEN M/475
Ultimi documenti pubblici sull’attività di standardizzazione
Parametri vigenti nei paesi europei
Principali parametri (chimico-fisici) oggetto di discussione a
livello europeo per l’utilizzo del biometano
Lo sviluppo dell’impiantistica a livello europeo
La situazione regolamentare in Italia
Conclusioni
Armonizzazione della normativa tecnica europea
per l’utilizzo del biometano: il mandato CEN M/475
Mandato M/400 (2007)
Mandato M/475 (18.11.2010)
CEN/TC 234 –
CEN/TC 019 – sui carburanti liquidi e gassosi,
infrastruttura della rete del gas
naturale
lubrificanti e prodotti petrolchimici, sintetici e di
origine biologica
Green Gas Grids (2011 –
2014) co finanziato da
Intelligent Energy Europe
CEN/TC 408 – standard 1) per l’immissione del
biometano in rete ; 2) l’uso del biometano e del gas
naturale nell’autotrazione 3) i metodi analitici e di
prova 4) gas naturale compresso
Direttiva 2009/18/CE : entro il 2020 copertura 20% energia elettrica
e 10% trasporti da fonti rinnovabili.
Inizio dell’attività: 16.09.2011
Termine previsto: dicembre 2014
Decisione C109/2012
Armonizzazione della normativa tecnica europea
per l’utilizzo del biometano: il mandato CEN M/475
17 Paesi rappresentati nel TC408: Austria (ASI), Belgio (NBN), Bulgaria (BDS), Repubblica
Ceca (UNMZ), Danimarca (DS), Finlandia (SFS), Francia (AFNOR), Germania (DIN), Grecia
(ELOT), Italia (UNI, CIG), Lituania (LVS), Norvegia (SN), Regno Unito (BSI), Slovenia (SIST),
Slovacchia (SUTN), Spagna (AENOR), Svezia (SIS); ha legami con 7 organizzazioni
europee/stakeholder del settore : NGVA Europe, EBA, Farecogaz, GIE, Marcogaz, Afecor
, ENTSOG.
IL PROGETTO GREEN GAS GRIDS
www.greengasgrids.eu
Il progetto Green Gas Grids 1/06/2011 – 31/05/2014) coordinato dall’Agenzia Energetica
Tedesca DENA e finanziato dal programma Intelligent Energy for Europe (IEE) con un
partneriato di 13 paesi europei ha obbiettivi simili al TC 408 e condivide parte dei suoi
membri.
Ultimi documenti pubblici sull’attività di
standardizzazione emessi in ambito GGG
“Standards for biomethane as vehicle fuel and for injection into the
natural gas grid” 22 marzo 2013
E
Standardization of biomethane 10 marzo 2014
WP3 / D 3.3
entrambi a cura di Arthur Wellinger - European Biogas Association (EBA)
Parametri vigenti in diversi paesi europei
Fonte: Matthias Svensson Green Gas Grids report
I «macro» parametri (cui si aggiunge H2S) caratteristici del biometano sono molto simili tra i diversi paesi.
Parametro
u.m.
AU
FR
GE
NL
SW
CH
Indice Wobbe
MJ/Nm3
47,7 – 56,5
H: 48,2-56,5
L: 42,5-46,8
H: 46,1-56,5
L: 37,8-46,8
43,5 – 44,4
H: 44,7-46,4
L: 43,9-47,3
47,9 – 56,5
PCSs
MJ/Nm3
38,5 -46,0
H:38,5 – 46,1
L:34,2 – 37,8
30,2-47,2
31,6-38,7
-
38,5-47,2
Punto rugiada
°C
≤-8 40 bar
≤-5 °C
Temp suolo
≤-8 70 bar
32 mg/Nm3
-9°C a 200
bar
Ur<60%
O < -8°C
CH4
% v.v.
≥96
≥86
≥85
≥95
CO2
% v.v.
≤3
≤2,5
≤6 (secco)
≤6
CO
% v.v.
H2
% v.v.
≤4
≤6
≤5
H2S (+COS in
FR e BG)
mg/Nm3
≤5
≤5
≤5
≤2
≥85
≤3
≤6
≤0,5 (prec.
12)
≤0,5
≤4
≤5
≤10
≤5
≤1
I parametri «minori», alcuni dei quali in traccia, invece appaiono sensibilmente diversi da paese
a paese; questa disparità dipende dalla tipologia di substrato da cui si ottiene il biometano
Parametri vigenti in diversi paesi europei
Fonte: prog. Biogasmax e Matthias Svensson Green Gas Grids report
Comp.
u.m.
AU
FR
BE
O2
%v.v.
≤0,5
≤0,01
≤0,01
S tot
mg/Nm3
≤10
≤30
≤30
RSH
mg/Nm3
≤6
≤6
Halo-C
mg/Nm3
0
Metalli
pesanti
mg/Nm3
Silossani
mg/Nm3
≤10
NH3
mg/Nm3
Tecn libero
≤3
Tecnic.
libero
Tecnic.
libero
-
-
Polveri
CZ
GE
NL
SW
CH
≤0,5
(umido)
3 (secco)
≤0,5
≤1
≤0,5
≤30
≤30
≤16,5
≤23
≤30
≤6
≤5
≤15
≤6
≤5 ppmv
≤1 (Cl)
≤10 (F)
≤1 (Cl)
≤10 (F)
≤1,5 (Cl+F)
0
≤50 (Cl)
≤25 (F)
≤1
≤1
(µg/Nm3
Hg)
≤1
(µg/Nm3
Hg)
≤5
≤6 (Si)
≤0,08 (Si)
≤3
-
-
≤5
-
≤3
≤20
≤32
≤20
<10
-
-
HCN
ppmv
BTX
ppmv
<500
Idrocarburi
aromatici
% mol
<1
Principali parametri critici, oggetto di discussione
Problema dei silossani / contenuto totale di silicio
(Silossani nel biometano) + O2 =
SiO2
Conseguenze: danni al motore a
combustione interna e alla
turbina a gas
Silossani lineari
Silossani ciclici
Provoca depositi sulle parti interne del
motore, su sonde lambda di ossigeno ,
ostruzione, abrasione meccanica
Origine: detergenti per la cura della persona, agenti antischiuma, lubrificanti. Presenti
nei fanghi da depurazione acque e in discarica. A causa della loro volatilità sono
presenti nel biogas. La discussione sui limiti, le modalità di campionamento, misura e
testing è ancora in corso.
Limiti stringenti sono richiesti a protezione delle sonde lambda per la misura
dell’ossigeno: si va da 0,05 mg Si /Nm3 per i motori a combustione interna fino a 2
mgSi /Nm3 per le turbine a gas. Soluzione: aumentare la frequenza di sostituzione
della sonda o provare sensori con maggiore tolleranza.
Principali parametri critici, oggetto di discussione
Problema dei silossani - studi sulla loro presenza nel biometano
Il comitato CEN TC 408 ha raccolto studi di riduzione del contenuto di silossani nel
biometano. I maggiori valori sono stati rilevati in Francia in impianti di depurazione
(400 mg/Nm3 di biogas). Mediamente i valori oscillano tra 30 e 60 mg/Nm3. In termini
di contenuto di silicio, si è fatto riferimento ad uno studio svedese e ad uno tedesco
dove la media è risultata di 15 mg/Nm3 da impianti di depurazione. Per quanto
riguarda l’efficacia della rimozione, si conclude che è possibile scendere con diverse
tecniche a 0,3 mg/Nm3.
Il laboratorio olandese KEMA DNV accreditato internazionalmente ha ricevuto un
finanziamento europeo biennale, iniziato quest’anno, per mettere a punto una
campagna di misure sugli effetti dei silossani nell’autotrazione e nelle caldaie
domestiche
Principali parametri critici, oggetto di discussione
Contenuto di ossigeno
Rischio di corrosione e rilascio depositi nell’immagazzinamento sotterraneo. Il rischio
diminuisce al diminuire dell’umidità.
I limiti di concentrazione di ossigeno variano tra i membri CEN da 0,01% al 3%. Le ultime
proposte riguardano un intervallo compreso tra 0,1 e 2%.
Idrocarburi alogenati
Rischi per la salute e per la corrosione, presente nel biogas da discarica. Parametro che
genera la maggiore preoccupazione al suo uso da parte della normativa tecnica tedesca
Ammoniaca
Rischio corrosione, presente nel biogas da discarica.
Contenuto di acqua/ punto di rugiada
Poiché i due parametri sono tra di loro correlati, è stato selezionato il solo punto di
rugiada. In base a questo il biometano viene inserito in questa classifica:
Zona A: 0°
°C a 200 bar
Zona B: -10°
°C a 200 bar
Zona C: – 20°
°C a 200 bar
Zona D: -30 °C a 200 bar
Altri parametri oggetto di discussione
Rilevazione del contenuto di biometano nella rete; costi strumentali elevatissimi
(1,5 M€)
Immissione in rete e utilizzo come combustibile per autotrazione (compromesso tra
limiti stringenti imposti da industria automobilistica e tolleranze maggiori suggerite
da operatori di rete;
Specifiche
Biogas da digestione
anaerobica
Incremento qualità del
biogas (Upgrading)
Immissione
in rete
Rete: (utenti:
industria e contesto
abitativo)
Biogas da processi
termochimici
Specifiche
Condizionament
o
Stazione di
rifornimento
carburante
Specifiche
Infrastruttura locale
dedicata
Gas naturale
Stazione di
rifornimento
carburante
Altri parametri oggetto di discussione
Numero di Metano
Valore numerico che caratterizza il potere detonante di un gas combustibile
E’ paragonabile al numero di ottano per la benzina. Sono disponibili diversi metodi di
calcolo nessuno dei quali si è affermato come standard. I produttori di motori
richiedono un valore elevato (compreso tra 80 e 100) per garantire elevati rendimenti,
mentre il mercato desidera valori contenuti (al di sotto di 80) per non danneggiare le
importazioni dai paesi fornitori di gas all’Europa.
Numero di impianti di biogas nei paesi
aderenti a Green Gas Grids
Paese
Impianti di
biometano
Impianti
biometano
collegati
alla rete
Impianti di
produzione
di biogas
Da
Agricoltura
Da Forsu
Da Fanghi
Da discarica
AU
10
7
503
300
55
134
14
CR
1
-
12
9
-
2
1
GE
140
138
9200
7400
100
1700
NL
23
23
1300
1000
32
60
220
FR
3
3
269
40
98
60
71
HU
1
-
58
36
-
14
8
IT
2
-
1300
1000
32
60
220
PL
-
-
219
30
2
200
SL
-
-
57
34
4
10
9
UK
4
4
360
60
100
>200
SV
47
11
242
26
135
55
SWZ
17
15
600
140
totale
247
201
12950
26
460
Distribuzione degli impianti di immissione del
biometano nella rete gas in Europa
La situazione olandese
Tipologia
produzione
biogas
Numero di
impianti
Capacità
termica (MW)
Capacità
biometano
(Nm3/h)
8
Capacità
produzione
elettrica
(MW)
46
Trattamento
depurazione
acque
82
Discarica
41
0
15
1625 (N = 5)
Codigestione
105
18
129
606 (N = 2)
Rifiuti
industriali
organici
13
0
18
5312 (N = 4)
Rifiuti urbani
organici
11
11
11
3892 (N = 6)
Totali
252
37
219
12530 (N = 21)
470 (N= 3)
La situazione regolamentare in Italia
DM (Ministero dello Sviluppo Economico) 5/12/2013 «Modalita' di incentivazione del
biometano immesso nella rete del gas naturale».
L’articolo 8 recita: «Fino alla data di entrata in vigore delle norme europee per le specifiche
di qualita' del biometano per uso autotrazione e delle specifiche tecniche europee per
l'immissione del biometano nelle reti, da emanarsi da parte del CEN in attuazione del
mandato M/475/CE, al fine di garantire la salute delle popolazioni e l'ottimale funzionamento
degli autoveicoli a metano a causa della presenza nel biometano di componenti dannosi quali
il monossido di carbonio e i silossani, le immissioni di biometano nelle reti del gas naturale
sono consentite al solo biometano ottenuto da biogas derivante da digestione anaerobica di
prodotti biologici e sottoprodotti.
Sono escluse le immissioni nella rete del gas naturale, come definita all'art. 1, comma 3, del
biometano derivante da biogas prodotto per via termochimica, quali i processi di
gassificazione di biomasse, da gas di discarica e da gas residuati dai processi di depurazione,
da fanghi, da rifiuti urbani e non urbani indifferenziati e dalla frazione organica ottenuta dal
trattamento di rifiuti urbani e non urbani indifferenziati.
La situazione regolamentare in Italia
1.
DM 19/02/2007 Regola tecnica sulle caratteristiche chimicofisiche del gas. Le caratteristiche del gas devono rispettare i requisiti degli
apparecchi utilizzatori per poter funzionare in sicurezza (norma UNI EN 437)
. La norme tecniche di questo tipo vengono preparate a cura del Comitato
Italiano Gas che partecipa ai tavoli europei di normazione.
2. DM 16/04/2008 Regola tecnica sui sistemi di distribuzione del
gas naturale
3. DM 17/04/2008 Regola tecnica sugli impianti di trasporto del gas
naturale
4. Dlgs 3/03/2011 di recepimento della direttiva 2009/28/CE sulle
fonti rinnovabili e fissa compiti per l’AEEG
4. DM 5/12/2013 : incentivazione del biometano immesso nella rete
del gas naturale.
5. Legge 1083/71 Norme per la sicurezza dell’impiego del gas
combustibile
La situazione regolamentare in Italia
La partecipazione ai lavori del Mandato M475 in rappresentanza dell’Italia è
affidato al CIG (Comitato Italiano Gas)
E’ inoltre istituito un Gruppo di Lavoro che comprende i rappresentanti della
filiera del trasporto e distribuzione del gas naturale, la divisione Stazione
Sperimentale per i Combustibili di Innovhub-SSI, GSE, CUNA, CTI, CIB,
Vigili del Fuoco, i rappresentanti dei produttori di gas e i rappresentanti di
produttori di apparecchi utilizzatori di gas.
L’ AEEGSI (Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas e il Sistema Idrico)
ha il compito di preparare delibere e documenti di studio sul tema
dell’immissione del biometano in rete. Nel 2012 è stato pubblicato il
documento 160/2012/R/gas sui seguenti argomenti:
•misure a tutela della sicurezza e dell’efficienza tecnica nella gestione delle reti;
•misure a garanzia della trasparenza e della non discriminazione nell’accesso alle reti;
•procedure per le richieste di connessione alla rete di impianti di
•produzione di biometano;
•condizioni economiche per le connessioni
Segue
La situazione regolamentare in Italia
Le direttive dell’Autorità, nel rispetto delle esigenze di sicurezza fisica e di
funzionamento del sistema dovranno, tra l’altro, dare attuazione ai seguenti
punti:
a) stabilire le caratteristiche chimiche e fisiche minime del biometano,
con particolare riguardo alla qualità, all’odorizzazione e alla pressione del
gas, necessarie per l’immissione nella rete del gas naturale;
b) favorire un ampio utilizzo del biometano, nella misura in cui il biometano
possa essere iniettato e trasportato nel sistema del gas naturale senza
generare problemi tecnici o di sicurezza. A tal fine l’allacciamento non
discriminatorio alla rete degli impianti di produzione di biometano dovrà
risultare coerente con criteri di fattibilità tecnici ed economici ed essere
compatibile con le norme tecniche
e le esigenze di sicurezza;
c) prevedere la pubblicazione, da parte dei gestori di rete, degli standard
tecnici per il collegamento alla rete del gas naturale degli impianti di
produzione di biometano
IL CTI (Comitato Termotecnico Italiano) segue invece l’aspetto del
biometano nel settore dell’autotrazione. A febbraio 2014 su questo specifico
aspetto sono partiti i lavori del GdL 904 «Biogas da fermentazione anaerobica e
syngas»
Conclusioni
In attesa della conclusione del processo di
definizione della normativa europea vige la regola di
standstill, ossia l’inibizione per gli organismi di
normazione nazionale a pubblicare una norma
nazionale nuova o riveduta, che non sia interamente
conforme a una norma europea già esistente,
durante l'elaborazione di una norma europea
(direttiva 98/34/CE)
Grazie per l’attenzione
e buon proseguimento del
convegno
Lorenzo Cafiero
ENEA Unità Tecnica Tecnologie Ambientali
Laboratorio Gestione Rifiuti
C.R. Casaccia - via Anguillarese, 301
00123 ROMA
email: [email protected]
web: www.enea.it

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