de Notaristefani di Vastogirardi, Giulio
(2018)
Analisi tecnico-economica di impianti per la produzione di biogas ed il relativo up-grading a biometano per cogenerazione e/o autotrazione.
[Tesi di dottorato]
| Tipologia del documento: |
Tesi di dottorato
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| Lingua: |
Italiano |
| Titolo: |
Analisi tecnico-economica di impianti per la produzione di biogas ed il relativo up-grading a biometano per cogenerazione e/o autotrazione |
| Autori: |
| Autore | Email |
|---|
| de Notaristefani di Vastogirardi, Giulio | giulio.denotaristefanidivastogirardi@unina.it |
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| Data: |
11 Dicembre 2018 |
| Numero di pagine: |
180 |
| Istituzione: |
Università degli Studi di Napoli Federico II |
| Dipartimento: |
Ingegneria Industriale |
| Dottorato: |
Ingegneria industriale |
| Ciclo di dottorato: |
31 |
| Coordinatore del Corso di dottorato: |
| nome | email |
|---|
| Grassi, michele | michele.grassi@unina.it |
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| Tutor: |
| nome | email |
|---|
| Dentice D'Accadia, Massimo | [non definito] |
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| Data: |
11 Dicembre 2018 |
| Numero di pagine: |
180 |
| Parole chiave: |
biomass, biomethano, biogas |
| Settori scientifico-disciplinari del MIUR: |
Area 09 - Ingegneria industriale e dell'informazione > ING-IND/10 - Fisica tecnica industriale |
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| Depositato il: |
02 Gen 2019 15:34 |
| Ultima modifica: |
23 Giu 2020 09:38 |
| URI: |
http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/12693 |
Abstract
Abstract
Il lavoro di ricerca si inserisce in un contesto internazionale complesso e articolato che in proiezione del raggiungimento degli obiettivi di - Horizon 202020 vede il mercato del biogas e del biometano in grande fermento e crescente sviluppo con un elevato numero di operatori del settore che studiano e lavorano a soluzioni tecnologiche innovative in merito al pre-trattamento dei substrati, ai processi di digestione anaerobica e ai sistemi di up-grade del biogas, al fine di ottenere nuovi strumenti da affiancare alle tecnologie tradizionali per realizzare una produzione di biometano conveniente ed energeticamente efficiente in applicazioni industriali di piccole e medie dimensioni.
L’attività di ricerca alla base del lavoro della presente tesi consta di una prima fase in cui sono stati analizzati lo stato dell’arte degli impianti di digestione anaerobica con tecnologia ad umido e le tecniche di upgrading del biogas in biometano commercialmente disponibili, con un focus sulle tecnologie innovative in fase di sviluppo in Europa e nel mondo, completata da uno studio metodologico supportato dall’utilizzo di software di simulazione, per l’analisi e l’ottimizzazione della co-digestione di differenti tipi di biomassa di alimentazione con l’obiettivo di ottenere una corretta previsione della massima resa possibile nella trasformazione della biomassa in biogas e successivamente in biometano anche mediante l’utilizzo di database affidabili sul potere metanigeno delle biomasse di origine agro-forestale utilizzabili negli impianti industriali di biogas di medie e piccole dimensioni.
In questa attività è stato utilizzato un modello semplificato per descrivere il processo di trasformazione della biomassa in biogas e successivamente in biometano, con l’obiettivo di ottenere indicazioni sulle scelte operative e progettuali che permettono di ridurre al minimo il consumo di energia e l’impatto ambientale.
Successivamente, è stato sviluppato un case study relativo al progetto di trasformazione di un impianto di digestione anaerobica esistente in un impianto per la produzione di biometano per autotrazione; dopo un’analisi ed una caratterizzazione dell’impianto esistente, si è proceduto con la definizione della soluzione progettuale più idonea per l’intervento di trasformazione, intervenendo anche sulla modifica delle matrici di alimentazione delle biomasse al carico per massimizzare resa e incentivi previsti dal DM del marzo 2018, utilizzando opportuni software di simulazione per poi operare un dimensionamento di massima del sistema di up-grading scelto e dell’impianto di liquefazione del biometano.
Completa il lavoro un’analisi tecnico-economica dell’intervento, in differenti scenari, con ottimizzazione in chiave economica, in funzione dei principali costi gestionali ed alla luce degli incentivi disponibili (modello in VBA-Excel, sviluppato ex-novo).
Dall’analisi dei possibili scenari si è giunti alla conclusione che un aumento della produzione di biogas attraverso un nuovo digestore determina ricavi molto più elevati dato che, sulla quantità di biometano prodotto pesano sia il numero di CIC che la vendita stessa del GNL. Come si è potuto notare, l’alto valore dei CIC determina elevati profitti tanto da rendere progetti di questo tipo economicamente molto interessanti.
Dall’analisi di sensibilità si è dimostrato infatti che i CIC hanno una forte incidenza sul valore dell’investimento così come lo stesso prezzo del GNL che è comunque soggetto ad un mercato variabile.
Ad oggi il biometano risulta essere una valida soluzione economica ed ambientale con cui si valorizza il ciclo virtuoso delle biomasse aprendo una nuova strada nel futuro dell’autotrazione
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