Biomasse: cosa sono e come produrre energia termica

Produrre energia termica dagli scarti legnosi e agroforestali a vantaggio dell'ambiente

Giogrio Bignoli - Mepe

Indice

Sommario
Il ciclo virtuoso delle biomasse
Video
PDF Scaricabile
Parole chiave
Conclusioni

Sommario

Produrre energia termica dagli scarti legnosi e agroforestali a vantaggio dell'ambiente, nell'ottica di un futuro green. - Introduzione e circolo virtuoso delle biomasse; - Esempi di biomasse; - Il calore da biomasse ha un ruolo positivo nella riduzione delle emissioni di carbonio come parte della politica di decarbonizzazione del calore; - Perchè scegliere le biomasse? - Esempi di impianti realizzati.

Protezione dell'ambiente, innovazione costante per trovare nuove soluzioni ecologiche e sostenibili

COMPTE-R & MEPE
Sono impegnate nella protezione dell'ambiente, innovazione costante per trovare nuove soluzioni ecologiche e sostenibili.

130 anni di esperienza nella combustione delle biomasse.

3000 installazioni in tutto il mondo.

Leader francese nelle installazioni di biomasse con 2000 installazioni in Francia.

Gamma di potenza: da 150 kW a 12 MW.

Acqua calda, Acqua surriscaldata, vapore.

Combinando tradizione e alta tecnologia: simulazione digitale, caldaie collegate.
Gli impianti ricadono nell'Industria 4,0.

Cosa si intende per biomasse

Le biomasse è la parte biodegradabile dei prodotti, dei rifiuti e dei residui dell'agricoltura, della silvicoltura e delle industrie correlate, così come la parte biodegradabile dei rifiuti industriali domestici.

L'energia da biomasse è l'energia prodotta dai suoi rifiuti dopo combustione, la fermentazione o sintesi chimica.

Attualmente, l'energia del legno è gran lunga la fonte di energia più importante per il settore.

Sfide ed obiettivi
- Riciclaggio degli scarti;
- Costi di gestione;
- Sviluppo sostenibile;
- Emissioni CO2;
- Riduzione dei costi;
- Impronta ecologica;
- Economia circolare.

Esempi di impianti realizzati

Calore di processo - 1 x 800 kW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Riscaldamento evaporatori
Cliente: AES - AMBIENTE
Caldaie: 1 x GR 800 2P
Potenza: 2 x 800 kW
Combustibile 1: cippato di legno
Combustibile 2: bancali triturati
Umidità: fino al 35%
Accumulatore: 1 x 20 m3

Emissioni
CO: < 100 mg/Nm3 al 13% O2
NOx: < 150 mg/Nm3 al 13% O2
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 5 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 93%

Riscaldamento industriale - 2 x 1.000 kW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Riscaldamento e acqua calda sanitaria
Cliente: IDROCENTRO
Caldaie: 2 x GR 1000 2P
Potenza: 2 x 1.000 kW
Combustibile 1: cippato di legno
Combustibile 2: bancali triturati
Umidità: fino al 35%
Accumulatore: 2 x 30 m3

Emissioni
CO: < 100 mg/Nm3 al 13% O2
NOx: < 150 mg/Nm3 al 13% O2
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 5 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 93%

Riscaldamento di una serra - 1 x 2.850 kW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Riscaldamento
Cliente: FLORICULTURA
Caldaie: 1 x C250 DTH 3P
Potenza: 1 x 2,850 kW
Combustibile: cippato di legno
Umidità: fino al 50%

Accumulatore: 600 m3

Emissioni
CO: < 100 mg/Nm3 al 13% O2
NOx: < 150 mg/Nm3 al 13% O2
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 5 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 92%

Falegnameria - 1 x 1.500 kW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Riscaldamento
Cliente: EBAN
Caldaie: 1 x PCE 150 DS-C
Potenza: 1 x 1.500 kW
Combustibile: segatura di falegnameria
Umidità: 5-20 %
Accumulatore: 1 x 30 m3

Emissioni
CO: < 80 mg/Nm3 al 13% O2
NOx: < 140 mg/Nm3 al 13% O2
Ricircolo gas di Scarico: EGR
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 5 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 91%

Teleriscaldamento a cippato di legno 3 x 10 MW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Riscaldamento e acqua calda sanitaria
Cliente: GRAND DIJON (21)
Caldaie: 3 x P1000 LN
Potenza: 3 x 10 MW
Combustibile: cippato di legno
Umidità: fino al 60%
Lunghezza rete: 49 km
Utenze allacciate: 28 000

Emissioni
Caldaia a basso LN
SNCR: solo predisposto
NOx: < 133 mg/Nm3 al 13% O2
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 10 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 93%
Economizzatore: tipo SECO presente

Vapore di processo - tutolo di mais 2.300 kW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Vapore di processo
Cliente: Limagrain
Caldaie: 1 x AVF 350 - LN
Potenza: 31 x 2.300 kW
Combustibile: Tutolo di mais
Portata vapore: 3.500 kg/h
Energia rinnovabile: 70 %
Calore fornito: 250 GWh / anno

Emissioni
Caldaia a basso LN
Riscaldamento e acqua calda sanitaria
CO2 evitato: 2600 t/y
Consumo tutoli: 4.000 t/y
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 10 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 90%
Economizzatore: tipo SECO presente

Caseificio - vapore di processo - cippato di legno - 5 MW

Caratteristiche dell'impianto

Utilizzo:
Vapore di processo
Cliente: Mont Blanc
Caldaie: 1 x ATAF 450 - LN
Potenza: 1 x 5 MW
Combustibile: Cippato di legno
Portata vapore: 6.800 kg/h

Emissioni
Caldaia a basso LN
Abbattimento Polveri: Filtro a maniche
Polveri: < 10 mg/Nm3 al 13% O2
Rendimento: fino al 90%
Economizzatore: tipo SECO presente

Gamma di prodotti

CALDAIA APELLET /CIPPATO GR 1000-2P
Potenza: da 600 a1000 kW
- Combustibile: Pellet e cippato;
- Alimentazione automatica tramite coclea;
- Raffreddamento griglia;
- Sonda O2;
- Gestione getti aria automatica;
- Quadro elettrico, coclee e cassetti ceneri disponibili a destra o sinistra;
- EN 303-5.

Caldaia a PELLET /cippato GR 1000-2P
1. Coclea di alimentazione griglia;
2. Cilindro movimento griglia;
3. Griglia combustione mobile;
4. Piano rimozione cenere sotto griglia;
5. Coclea estrazione ceneri;
6. Uscita fumi;
7. Mandata acqua;
8. Valvole sicurezza;
9. Ventilatore aria secondaria;
10. Ritorno acqua;
11. Pulizia scambiatori automatica;
12. Primo giro fumi;
13. Secondo giro fumi;
14. Accensione automatica.

Caldaia COMPACT LN da 1,5 a 8 M
- Ultima generazione di caldaie con camera di combustione aggiuntiva;
- Arie supplementari (Secondaria + terziaria 1 e terziaria 2);
- Gestione delle arie secondo temperature e posizione nelle varie camere;
- Predisposizione per installazione SNCR ( Urea ) in camera con volume di Raffreddamento a monte e tempo di reazione a valle;
- Turbolatori su percorsi fumi;
- Dispositivo di by-pass fumi diretti su giro;
- Combustibili: Cippato calibrati e non calibrati;
- Umidità combustibile ammessa 25 - 60 %;
- Estrazione ceneri: a secco o umido;
- Alti rendimenti;
- Bassi NOx.

Condotto immissione cippato e volta in refrattario raffreddati ad acqua
- Garantire l'irraggiamento necessario per le fasi di essiccazione del combustibile e pirolisi;
- L'acqua passa attraverso i tubi e garantisce il raffreddamento dei condotti e dalla volta.

Raffreddamento grigio
- L'acqua viene immessa negli elementi prima di tornare in circolo nella caldaia;
- Evita di utilizzare parti della griglia fisse;
- Riduce la temperatura delle ceneri( riduzione della presenza di clinker);
- Riduce le manutenzioni della griglia;
- Accesso facilitato per manutenzioni e controllo griglia;
- Struttura rinforzata nei punti di usura.

Caldaia COMPACT 3P LN da 1,5 a 8 MW
1. Spintore;
2. Cilindro movimento griglia;
3. Griglia inclinata;
4. Camera combustione;
5. Aria secondaria;
6. Uscita ceneri fine griglia
7. Camera di postcombustione;
8. Passaggi fumi a tre percorsi;
9. Serbatoi aria pulizia automatica.

Caldaia COMPACT LN da 1,5 a 8 MW
- Alto rendimento > 90 %
. 3 passaggi fumi;
. Economizzatore integrato;
. Temperatura fumi a 130°C.
- Modulazione e impostazione potenza da 15 a 100 %
- Valvola di regolazione temperatura uscira fumi per garantire il corretto funzionamento con filtro a maniche a qualunque potenza di funzionamento;
- Camera completamente raffreddata per garantire il corretto funzionamento con un ampia gamma di Combustibili;
- Griglia inclinata per una propagazione naturale della fiamma;
- Sistema pulizia automatica di immissione aria in direzione del flusso fumi.

Soluzioni COMPTE.R
PERENE

. Potenza: da 8 a 12 MW;
. Combustibile: biomasse;
. Grande potenza.

1. Spintore di alimentazione;
2. Alimentazione combustibile su griglia;
3. Griglia inclinata;
4. Camera combustione;
5. Uscita ceneri a fine griglia;
6. Aria secondaria;
7. Camera combustione intermedia;
8. Camera combustione superiore;
9. Serbatoi aria per pulizia;
10. Scambiatore fumi a 3 passaggi;
11. Uscita fumi.

Soluzioni COMPTE.R
Vapore ATC DTH

- Potenza: da 700 a 5500 kW;
- Portata vapore: da 1 a 9 t/h;
- Caldaia compatta (caldaia e camera integrati);
- Combustibile: cippato, agrocombustibili.

1. Spintore;
2. Cilindro movimento griglia;
3. Griglia mobile inclinata;
4. Camera in cemento refrattario;
5. Aria secondaria;
6. Rimozione ceneri;
7. Aria terziaria;
8. Camera di post combustione;
9. Scambiatore a 3 passaggi;
10.Serbatoi aria per pulizia automatica;
11.Economizzatore;
12.Valvola uscita vapore.

Soluzioni COMPTE.R
ATC DH

-Potenza: da 500 a 2800 kW;
-Portata vapore: da 1 a 5 t/h;
-Combustibile: Pellet, agrocombustibili, cippato;
-Caldaia compatta (caldaia e camera integrati);
-Fornitura completa: Kit raccorderia e Valvole sicurezza inclusi.

1. Riserva combustibile;
2. Coclea alimentazione griglia;
3. Cilindro movimento griglia;
4. Griglia a piano mobile;
5. Camera in cemento refrattario;
6. Camera di post-combustione;
7. Ventilatore aria terziaria;
8. Scambiatore a 3 passaggi;
9. Serbatoio aria per pulizia automatica;
10. Economizzatore;
11.Cocle estrazione ceneri;
12.Portello accesso camera;
13.Portello accesso caldaia;
14.Valvola mandara vapore.

Soluzioni COMPTE.R
ATAF

- Potenza: da 3500 a 7500 kW;
- Portata vapore: da 8 a 11 t/h;
- Combustibile: agrocombustibili, cippato, scarti legnosi;
- Combustibile: Umidità fino a 50%;
- Grandi volumi;
- Facilità di manutenzione.

1. Spintore;
2. Cilindro movimento griglia;
3. Griglia inclinata;
4. Camera in cemento refrattario;
5. Camera di post-combustione;
6. Aria terziaria;
7. Scambiatore a tubi d'acqua;
8. Tubo recupero vapore;
9. Serbatoio aria per pulizia;
10. Livello acqua (limite acqua/vapore);
11. Caldaia a 3 giri;
12. Sonda livello acqua.

Soluzioni COMPTE.R
ATAF SE

Soluzioni COMPTE.R
ATAF SEV

- Potenza: da 5500 a 7500 kW;
- Portata vapore: da 9 a 13,6 t/h;
- Combustibile: agrocombustibili, cippato, scarti legnosi e agroforestali;
- Umidità combustibile: fino a 50%;
- Grandi volumi;
- Facilità di manutenzione.

1. Spintore;
2. Cilindro movimento griglia;
3. Griglia inclinata;
4. Camera di cemento refrattario;
5. Camera di post-combustione;
6. Aria terziaria;
7. Scambiatore a tubi d'acqua;
8. Tubo recupero vapore;
9. Serbatoio aria pulizia automatica;
10. Livello acqua (limite acqua/vapore);
11. Caldaia a 3 passaggi;
12. Sonda livello acqua.

Video

Produrre energia termica dagli scarti legnosi e agroforestali

Il ciclo virtuoso delle biomasse

Le biomasse vegetale offre un grande vantaggio: un bilancio del carbonio neutro. Infatti, la combustione dei detriti vegetali rilascia una quantità di CO2 equivalente a quella assorbita durante la fotosintesi.

Oltre a un bilancio del carbonio neutro, le biomasse offre due notevoli vantaggi: è inesauribile e disponibile ovunque nel mondo.

Esempi di biomasse

- Cippato di legno
- Pellet di legno
- Corteccia
- Rifiuti legnosi - bancali triturati
- Segatura - scarti di segheria
- Potature
- Semi di lino
- Miscanto
- Tralci di vite
- Paglia di frumento e riso
- Tutolo di mais
- Polveri di cereali
- Vinaccia
- Agripellet
- Pellet di girasole
- Nocciole di cereali

Il calore da biomasse ha un ruolo positivo nella riduzione delle emissioni di carbonio come parte della politica di decarbonizzazione del calore.

Se gestita correttamente e in modo sostenibile, le biomasse può svolgere un ruolo molto proattivo e positivo, in particolare per il riscaldamento domestico, commerciale e industriale, così come per la gestione forestale a livello molto locale.

Perché scegliere le biomasse
Visibilità dei costi di produzione: la produzione di calore da biomasse riduce la dipendenza dai combustibili fossili e l'imprevedibilità dei loro prezzi.

Alta efficienza energetica per molteplici usi: efficienze energetiche dell'85% e più; tecnologie di combustione collaudate.

Una risorsa locale: controllo delle risorse energetiche attraverso una forte partnership con i fornitori locali e possibile utilizzo di sottoprodotti o rifiuti per produrre energia.

Alte prestazioni ambientali: le biomasse riduce la produzione di CO2 dai combustibili fossili e le tecnologie di filtraggio dei gas di scarico soddisfano tutti i requisiti di qualità dell'aria.

Interesse e benefici delle biomasse solide per l'industria
- Industrie di tutti i settori che mirano ad essere neutrali al carbonio entro il 2025, 2030, 2050;
- Esempi di possibili utenti:
o Falegnamerie;
o Produttori di mobili;
o Segherie;
o Industria alimentare Sementifici;
o Lavorazione dell'orzo;
o Distillerie;
o Birrifici;
o Industria Casearia;
o Produttori di pneumatici/gomme Cementifici;
o Produttori di pellet Cartiere;
o Materiali da costruzione Industria del serramento;
o Industria chimica.

Produrre energia termica dagli scarti legnosi e agroforestali a vantaggio dell'ambiente

Conclusioni

Sistemi di trasporto e trasferimento combustibile
Soluzioni COMPTE.R
Chiusura silo
- Chiusura bocca di carico serbatoio;
- Possibilità di realizzazione carrabile;
- Azionamento tramite pistoni;
- Indispensabile per la messa in sicurezza della centrale;
- Impatto estetico nel caso di vincoli.
Soluzioni COMPTE.R
Estrazione silo
- Chiusura bocca di carico serbatoio;
- Possibilità di realizzazione carrabile;
- Azionamento tramite pistoni;
- Indispensabile per la messa in sicurezza della centrale;
- Impatto estetico nel caso di vincoli.
- Possibilità di più moduli affiancati;
- Questo sistema garantisce lo stoccaggio e l'estrazione del combustibile da container;
- Estrazione con piano mobile integrato.
- Posizionamento sul fondo filo;
- Grande versabilità;
- Varie lunghezze e larghezze disponibile grazie al posizionamento di moduli affiancati;
- Comando da centralina idraulica;
- Funzionamento indipendente dei moduli;
- Ottimizzazione della capacità di stoccaggio.
- Sistema di estrazione per depositi non raggiungibili dal mezzo;
- Ottimizzazione degli spazi;
- Ideale per silos con una capacità superiore a 400-500 m3.
Trasferimento combustibile
- Ideale per trasferimento da fondo silo;
- Possibilità di più coclee;
- Possibilità di direzionare il combustibile in posti diversi;
- Funzionamento indipendente.
- La coclea di trasferimento fornisce il combustibile dall'uscita dell'estrattore al sistema di introduzione della caldaia;
- Particolarmente consigliata per cippato calibrato su generatori di media potenza;
- Lunghezza adattabile in base alle esigenze;
- Realizzazioni di coclee in serie per coprire lunghe distanze.
- Ideale per alimentare più generatori con una sola estrazione da silo;
- Funzionamento con sensori di livello;
- Unica cocle di alimentazione distributore;
- Partenze alimentazioni generatori indipendenti;
- Portelli ispezione per comoda manutenzione;
- Sistema a balestra integrato nel distributore.

PDF

Fonte: mcTER Biometano-Biogas-Biomasse - Milano settembre 2021 Le nuove frontiere di biometano e bioenergie tra sostenibilità e risparmio energetico