Tecnologia per l’ambiente

  

Polo Energie Rinnovabili di Russi

Polo Energie Rinnovabili di Russi

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Il Progetto

Il Polo Energie Rinnovabili di Russi, altrimenti denominato Centrale Santa Brigida, si trova nel comune di Russi (RA) nell’area industriale sulla quale si erigeva lo zuccherificio Eridania, situata tra il fiume Lamone e la linea ferroviaria Ravenna – Bologna ed a circa 1,5 km dalla autostrada A14 DIR.

L’impianto è di proprietà di PowerCrop Russi s.r.l., società controllata al 100% da PowerCrop S.p.A.

Il "Polo Energie Rinnovabili di Russi" ha ottenuto l’"Autorizzazione alla costruzione e all'esercizio" a seguito di esito positivo della "Valutazione di Impatto Ambientale" con "Delibera della Giunta Regionale dell’Emilia Romagna n. 395 del 28 marzo 2011”.

Al fine dei lavori di costruzione del Polo, giunto al termine del 2018, sono seguiti i lavori di messa in marcia e di messa a regime degli impianti che hanno richiesto più di un anno. La centrale Santa Brigida è così in esercizio commerciale dal 1 Aprile 2020.

Il Polo Energie Rinnovabili di Russi, è composto da tre sezioni impiantistiche:

  1. Sezione biomassa ligneocellulosica; si tratta di una Centrale Termoelettrica con caldaia alimentata a biomassa legnosa vergine, con una potenza elettrica di 30 MW ed una potenza termica di 92,9 MWth e relativo elettrodotto di collegamento alla Rete Elettrica Nazionale di tensione nominale di 132 kV e lunghezza di circa 6 km;
  2. Sezione Biogas: si tratta di un impianto di produzione di biogas, mediante digestione anaerobica, alimentato a trinciato di mais e reflui zootecnici. Tale impianto produce biogas e digestato: il biogas prodotto alimenta un motore cogenerativo, della potenza elettrica di 990 kW e potenza termica di 2,7 MW, per la produzione di energia elettrica; il digestato è inviato ad un impianto di produzione di fertilizzante,in cui è previsto il recupero di parte delle ceneri della caldaia a biomassa di cui al punto 1), che vengono miscelate con la parte di separato solido del digestato prodotto dall’impianto di produzione biogas, ottenendo un fertilizzante da utilizzare in agricoltura. La frazione liquida del digestato è recuperata nel ciclo termico previo trattamento depurativo
  3. Sezione fotovoltaica: si tratta di un impianto fotovoltaico da 290 kWp posto sul tetto della tettoia di pronto carico;

Il funzionamento della caldaia a biomasse è previsto continuativamente per 24 ore al giorno, per complessive 8’000 ore/anno circa, con una fermata principale durante l’anno.

Il funzionamento del sistema biogas è previsto continuativamente per 24 ore al giorno, per complessive 8’760 ore.

Il polo Energie Rinnovabili di Russi, per volere della proprietà, è stato progettato e costruito secondo i più elevati standard di settore sia dal punto di vista architettonico e strutturale che impiantistico.

Il progetto architettonico è stato affidato all’architetto Giovanni Vaccarini e le costruzioni civili all’impresa Salvati di Terni. La realizzazione dell’impianto è stata affidata alla ditta Termokimik Corporation di Milano che si è avvalsa, come fornitori tecnici degli elementi principali della danese AET (caldaia), della italiana Franco Tosi Meccanica (turbina) e della tedesca Siemens (alternatore).

La centrale è dotata delle migliori tecnologie a disposizione anche per quanto riguarda l’abbattimento delle emissioni in atmosfera di inquinanti; sono previsti infatti sulla “linea di depurazione fumi” cinque step di trattamento per l’abbattimento degli inquinanti. La qualità delle emissioni viene garantito da un sistema di monitoraggio e controllo continuo in linea (SME). I dati dello SME sono inviati direttamente agli organi di controllo.

L'architettura

PROGETTATO DA GIOVANNI VACCARINI ARCHITETTI, IL POLO ENERGIE RINNOVABILI - POWERBARN RIDEFINISCE I RAPPORTI TRA PRODUZIONE DI ENERGIA E TERRITORIO AGRICOLO.

Esempio virtuoso di coesistenza tra mondo industriale e mondo agricolo, il progetto Powerbarn realizzato da Giovanni Vaccarini Architetti a Russi (Ravenna) interpreta il programma di riconversione di una parte dell’area industriale appartenuta a Eridania in una centrale di produzione di bioenergia. Circondato da dune percorribili e corridoi naturalistici, il nuovo polo per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili si immerge nel territorio dal quale recupera risorse energetiche. L’architettura del grande edificio caldaia, che domina l’area, offre di sé immagini mutevoli. La sua imponente massa è dissimulata attraverso una composizione che mette in gioco strategie mimetiche di origine militare.

Delimitata a nord-ovest dall’ultimo tratto del fiume Lamone, attraversata dalla ferrovia che da Faenza conduce a Ravenna, lambita a sud-est dalla strada del Carrarone sulla quale si apre il suo ingresso, l’area industriale appartenuta a Eridania si pone a margine di un ampio territorio agricolo. Esso è tuttora dedicato alla storica coltura della barbabietola da zucchero e di alberi da frutta, e copre un’area di circa 47 ettari adiacente alla città di Russi, in provincia di Ravenna.

Questo grande comparto, legato al nome dell’industria agroalimentare tra le protagoniste della storia imprenditoriale italiana, ha oggi dismesso la produzione di zucchero e mantiene le sole funzioni di confezionamento e di magazzino che trovano ancora spazio su una superficie di circa 46.000 metri quadrati. Circa 280.000 metri quadrati comprensivi di tre ampie aree umide sono stati bonificati, rinaturalizzati e restituiti alla comunità, mentre un programma di riconversione delle preesistenti aree industriali è stato predisposto per una parte della restante area, su una superficie di oltre 167.000 metri quadrati.

Una visione ambientale che prende la forma di dune poste ai margini dell’area di intervento.

È qui a Russi, nel cuore della Romagna, che il nuovo polo per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili è stato realizzato, sulla base del progetto sviluppato da Giovanni Vaccarini Architetti, studio di architettura già autore di numerosi progetti di mitigazione ambientale e affermato in ambito nazionale e internazionale. Una visione ambientale a scala territoriale determina il masterplan e il suo inserimento nel paesaggio agricolo, al cui interno sorgono, quasi come cristalli, le architetture.

“Volevamo realizzare, lungo il margine dell’area riconvertita in polo per la produzione energetica, qualcosa di simile a un bastione naturale, quasi una duna, quindi un elemento strettamente legato alle funzioni ecologiche di un ambiente. Non una barriera, quindi, ma un elemento funzionale e immediatamente espressivo delle nostre intenzioni progettuali: permeabile, accessibile e vivente”.

Giovanni Vaccarini.

Il masterplan del Polo definisce un dispositivo ambientale a bassa tecnologia originato dal disegno di un terrapieno che funge da punto di interfaccia tra l’area rurale e quella industriale. “Tutto il progetto parte dal disegno del margine”, racconta Giovanni Vaccarini per spiegare come attraverso la presenza e il progetto naturalistico delle “dune”, tipiche del paesaggio adriatico e qui realizzate su tutto il confine dell’area, si sia proceduto a una generale opera di schermatura e mitigazione ambientale del polo. I bordi dell’area sono stati pensati come dei terrapieni dall’altezza variabile tra tre e dieci metri, sormontati da alberi e percorsi da piste ciclabili e pedonali, che definiscono il margine dell’intervento e l’interfaccia tra i due ambiti: quello agricolo e quello dedicato alla produzione energetica.

L’energia è prodotta dal territorio coltivato nell’area circostante.

La scelta di Giovanni Vaccarini Architetti di circondare il sito con dune percorribili e corridoi naturalistici, anziché da recinzioni industriali, è legata alla volontà di porre il polo in un rapporto di apertura con il territorio circostante. Difatti, l’impianto a biomasse (con una potenza di 30 MWe) è alimentato con cippato di legna, ma anche da residui di sfalcio e pulizia degli argini dei fiumi e potatura, provenienti da una filiera corta entro un raggio di 70 Km. In un più ampio programma di riduzione ai minimi termini dell’impatto sul territorio, la realizzazione delle dune è stata ottenuta con la sola terra di scavo.

La produzione annua del polo di Russi è stimata di 222 GWh, soddisferà il fabbisogno di 84.000 famiglie, garantendo significativi risparmi nell’immissione di gas serra nell’atmosfera. Accanto alla produzione di energia da cippato, nel polo trova sede anche un impianto a biogas alimentato da liquami zootecnici e un piccolo impianto fotovoltaico, di circa 1.000 mq, che contribuiscono alla produzione di energia pulita. Le linee guida dell’Unione Europea riguardo all’utilizzo di fonti rinnovabili nella produzione di energia elettrica segnano il traguardo da raggiungere per il 2020 al 20% e al 32% per il 2030. Attualmente l’energia prodotta da biomasse contribuisce al 10% di tutte le risorse di energia e rappresenta la quota più importante tra le energie rinnovabili, costituendone il 59%. Nel 2016 i maggiori consumatori in termini assoluti di bioelettricità sono stati la Germania, la Francia, l’Italia, la Svezia e il Regno Unito. L’Italia è anche tra le maggiori consumatrici di bioheat, insieme alla Germania, il Regno Unito, la Svezia e la Finlandia.

La concezione di Powerbarn genera un’architettura poliedrica che rielabora storiche tecniche di camuffamento.

Sono l’edificio caldaia e l’adiacente camino le architetture che caratterizzano l’intervento, sia per dimensione che per composizione. Disposti lungo la strada del Carrarone, i loro volumi appaiono imponenti eppure mitigati sia dalla presenza delle dune, che riducono la percezione della loro altezza, sia da una sofisticata operazione di camuffamento che coinvolge, sfaccettandole in un caleidoscopio di forme triangolari, le loro superfici più esterne.

L’edificio principale (edificio caldaia e linea fumi), infatti, ha una dimensione considerevole: lungo circa cento metri e alto oltre trenta. Il camino, adiacente alla caldaia, raggiunge un’altezza di cinquanta metri. Dietro questi si dispongono le sale macchine, il grande condensatore, l’ampia tettoia dove il cippato viene stoccato ed essiccato in attesa di essere condotto alla caldaia attraverso un nastro trasportatore.

Ancora oltre, secondo un disegno di grandi rettangoli che può ricordare i blocchi urbani di una metropoli, si dispongono le vaste aree nelle quali il cippato viene movimentato e stoccato. All’estremo opposto dell’area sono collocati le aree per il compostaggio e l’impianto per la produzione di biogas.

All’interno dell’area il piano dispone inoltre un volume per gli uffici, una sottostazione elettrica, un’area per la raccolta delle acque reflue.

La soluzione poliedrica che Giovanni Vaccarini ha progettato per l’involucro dei principali corpi di fabbrica desta attenzione. Le grandi superfici triangolari che coprono i volumi della caldaia e del camino sovvertendone le geometrie sono realizzate con strutture in acciaio sulle quali è posata una tessitura lignea a elementi paralleli. L’orditura delle scandole lignee segue però un pattern che cambia direzione a ogni faccia, offrendo così all’osservatore percezioni costantemente mutevoli in funzione del punto di osservazione, delle differenti ore del giorno o delle condizioni di luce. Il rivestimento in legno è anche un omaggio all’arte dell’intreccio e alle architetture nomadiche.

“La tecnica di camuffamento Razzle Dazzle è estremante interessante e il suo studio ci ha permesso di sviluppare delle soluzioni

architettoniche impreviste. Non si tratta di nascondere bensì di proporre all’osservatore una realtà diversa, più complessa, dissimulata,

che paradossalmente tende a richiamare l’attenzione dell’osservatore e a farlo riflettere su ciò che sta guardando”.

Giovanni Vaccarini

Nella concezione di tale soluzione Giovanni Vaccarini ha fatto ricorso a una tecnica di camuffamento militare ispirata dall’arte cubista e sviluppata nel corso della Grande Guerra in ambito navale. Nota come Razzle Dazzle, tale tecnica fu utilizzata originariamente per rendere difficile l’individuazione delle navi britanniche nonostante la loro mole. Essa consiste nella pittura di una serie di righe e segni grafici che si interrompono e si fronteggiano definendo un motivo disarticolato che confonde la percezione e rende difficile da stimare distanza e grandezza dell’oggetto osservato.

La soluzione architettonica è coerente con l’idea di mitigazione ambientale che ha ispirato il progetto. Giovanni Vaccarini Architetti ha già mostrato in altre occasioni l’interesse per la dimensione percettiva degli elementi architettonici: lo stesso accadeva ad esempio nel progetto per SPG a Ginevra, dove lo studio si era affidato con successo a soluzioni ispirate all’arte cinetica per creare, attraverso l’uso di lamelle posizionate sulla superficie a vetri della sede principale della compagnia assicurativa elvetica, un corpo apparentemente astratto e immateriale.

Con il progetto per il polo per la produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili di Russi (Ravenna) il percorso progettuale di Giovanni Vaccarini Architetti si arricchisce di una nuova importante esperienza che interpreta con competenza e sensibilità ambientale un tema estremamente attuale e che descrive un nuovo e significativo episodio della ricerca architettonica in Italia. Anche per questo, a Powerbarn e alla sfida promossa dal suo progetto, è dedicato uno short film diretto da Daniela De Francesco e prodotto da The Piranesi Experience. https://vimeo.com/365540207

La Tecnologia

SEZIONE BIOMASSA LIGNEOCELLULOSICA
STOCCAGGIO LEGNAME E SISTEMA DI RICEVIMENTO E TRASPORTO

La biomassa è conferita in piazzale di ricevimento esterno, su automezzi, già cippata in pezzatura adatta per l’alimentazione in caldaia.
La legna, è stoccata in cumuli in aree dedicate di estensione pari a 6 ha circa gestiti attraverso pale gommate. La capacità massima di stoccaggio è di circa 60.000 t. E’ presente una area di stoccaggio a breve termine sotto tettoia dove è presente anche il sistema di carico. Le aree d’impianto destinate allo stoccaggio e alla movimentazione del cippato sono pavimentate. La sezione è inoltre completata da:
•    n. 2 pese per gli automezzi all’ingresso principale, 
•    fossa a piedini di alimentazione 
•    vaglio e deferrizzatore
•    nastri chiusi di alimentazione alla tramoggia di caldaia con sistema di pesatura in linea
•    tramoggia di alimentazione caldaia.
•    automezzi di movimentazione e conferimento biomasse nelle apposite fosse di carico o per trasferimento biomassa nel parco di stoccaggio a lungo termine

sistema di combustione e caldaia
Il sistema di combustione è del tipo a griglia mobile raffreddata ad aria.

Il cippato di legno è immesso in camera di combustione tramite un lanciatore con aria, con combustione in parte “in sospensione” durante il lancio e in parte sulla griglia.

In camera di combustione il carbonio presente nel legname reagisce con l’ossigeno dell’aria secondo una reazione esotermica. Il calore sprigionato durante la reazione di combustione, viene trasportato dai gas attraversando la caldaia. L’acqua che si trova nei tubi che costituiscono le pareti della caldaia assorbe il calore trasformandosi in vapore surriscaldato con pressione e temperatura pari a 120 bar e 540°C. L'acqua di alimento della caldaia, è a ciclo chiuso ed al suo reintegro provvede un sistema di produzione acqua demineralizzata. 
Il generatore di vapore é del tipo a circolazione naturale ed è composto da: Pareti membranate, Surriscaldatore, Evaporatore, Economizzatore, Corpo cilindrico e Valvole di sicurezza. Una unità idraulica provvede all'azionamento dei vari componenti del sistema di alimentazione e della griglia vibrante. L’aria primaria di combustione viene fornita al di sotto della griglia attraverso un ventilatore dedicato, connesso ad un preriscaldatore rigenerativo. L'aria comburente primaria costituisce circa il 50% del totale e viene aspirata direttamente dall'edificio caldaia; viene considerata come aria primaria a fini della combustione anche l’aria insufflata dal sistema di immissione della biomassa all’interno della camera di combustione. 
Il preriscaldatore d'aria è del tipo rigenerativo, con scambio in controcorrente con i fumi in uscita dalla caldaia. L’aria primaria viene riscaldata mediante il calore ceduto dai fumi.
La caldaia è dotata inoltre di due bruciatori del tipo Low-NOx, ognuno da 30 MWt, alimentati a gasolio e impiegati per le fasi di avviamento e di fermata dell’impianto. Tali bruciatori sono dimensionati in modo da poter provvedere all'avviamento della caldaia in 8÷10 ore partendo da freddo e sono dotati di sistema di controllo del combustore (BMS) per la regolazione del gasolio e dell'aria comburente.
Le ceneri pesanti derivanti dalla combustione delle biomasse, chiamate anche “sottogriglia”, vengono scaricate dalla griglia mobile della caldaia in due trasportatori a redler a bagno d’acqua, necessario all’attemperamento delle ceneri e ad assicurare la tenuta della camera di combustione (guardia idraulica). I trasportatori a redler scaricano le ceneri in cassoni scarrabili

LINEA FUMI
In questa fase vengono depurati i fumi di combustione in uscita dalla caldaia, prima dell’immissione in atmosfera attraverso un camino di altezza pari a 50 m, identificato come punto di emissione convogliata E1.
La linea di trattamento fumi ha lo scopo di prelevare i fumi di combustione ed effettuare la rimozione delle specie inquinanti presenti, fino a valori inferiori ai limiti di emissione al camino autorizzati per l’impianto.
La linea fumi si compone delle seguenti 5 unità di trattamento:
•    Precipitatore elettrostatico (ESP), per la depolverazione dei fumi mediante forze elettrostatiche, all’interno del quale le particelle solide presenti vengono caricate elettricamente per mezzo degli elettrodi emissivi e quindi captate da apposite superfici dette piastre di captazione. Le particelle così trattenute vengono poi rimosse meccanicamente, per mezzo di scuotitori a percussione, e confluiscono nelle tramogge sottostanti. Da queste passano poi ad un sistema di trasporto meccanico, sul quale confluiscono anche le ceneri pesanti provenienti dal fondo caldaia, e vengono infine raccolte in apposito silo. Tali ceneri, sono le cosiddette ceneri leggere
•    Reattore per abbattimento dei gas acidi ad iniezione di bicarbonato di sodio: si tratta di una torre di reazione del tipo Venturi con iniezione, tramite soffiante, di bicarbonato di sodio per l’abbattimento “a secco”, mediante adsorbimento, dei gas acidi (SOx, HCl) da parte del materiale particolato, il quale viene trattenuto nel secondo stadio di filtrazione posto a valle. 
•    Filtro a maniche in PTFE, che costituisce il secondo stadio filtrante per la rimozione del materiale particolato residuo presente nei fumi, dei prodotti solidi di reazione derivanti dal trattamento di neutralizzazione a secco e di eventuali eccessi di reagente. Le polveri trattenute dalle maniche vengono rimosse tramite sistema di pulizia automatico, raccolte dalle tramogge sottostanti e infine stoccate temporaneamente in apposito silo in attesa di conferimento presso impianto di smaltimento esterno. Tali ceneri sono le cosiddette PCR. 
•    Reattore catalitico SCR, composto da una sezione di riduzione catalitica selettiva per l’abbattimento degli NOx con iniezione, tramite atomizzazione ed evaporazione, di una soluzione ammoniacale al 24% quale agente riducente; 
•    Reattore catalitico OXICAT composto da un’ulteriore sezione di ossidazione catalitica per la rimozione della CO senza necessità di utilizzo di reagenti. Tale sistema è del tipo "High Dust", ossia idoneo per funzionare anche in condizioni gravose di polverosità.

CICLO TERMICO
Il vapore prodotto nei tubi costituenti le pareti della camera di combustione viene inviato ad una turbina a vapore a condensazione accoppiata ad un alternatore sincrono per la produzione di energia elettrica. Il generatore ha una potenza elettrica nominale di 30 MWe.
il vapore in uscita dalla turbina a vapore viene condensato attraverso un condensatore ad aria per immetterlo successivamente nel degasatore. Di qui il condensato viene poi pompato agli economizzatori di caldaia tramite le pompe di alimento e ricircolato nel ciclo termico.
La turbina è dotata di 5 spillamenti per l’alimentazione delle utenze termiche della centrale stessa, ossia alimentazione del degasatore e preriscaldamento del condensato e dell’acqua alimento.
Il ciclo termico è quindi composto dai seguenti componenti principali:
•    Turbogeneratore a vapore, del tipo a condensazione con spillamenti rigenerativi, completo di tutti i dispositivi accessori quali sistema olio di lubrificazione e di controllo, sistema di regolazione e supervisione, protezioni, viratore, sistema tenute manicotti, valvole di ammissione del vapore
•    Condensatore ad aria.
•    Pompe estrazione condensato, Gruppo vuoto
•    scambiatori rigenerativi a superficie (di bassa pressione e di alta pressione)
•    scambiatore rigenerativo a miscela con funzione di degasatore termofisico, e serbatoio di accumulo dell'acqua alimento
•    pompe alimento caldaia con sistema di ricircolo automatico al degasatore.
•    valvole di bypass turbina, con riduzione di pressione ed attemperamento
•    valvole di riduzione e attemperamento per vapore ausiliario
•    sistema di raccolta e recupero al ciclo termico dei drenaggi puliti
•    strumentazione varia 
Nella sala macchine è installato un carroponte di portata adeguata per le eventuali operazioni di manutenzione di ogni componente.

 
SEZIONE BIOGAS
L’Impianto a biogas realizza la produzione di biogas mediante processo di digestione
anaerobica di deiezioni suine e insilato di mais.
La sezione biogas si compone delle seguenti unità interconnesse:

  • Impianto di digestione anaerobica;
  • Impianto di cogenerazione;
  • Impianto di trattamento digestato, suddiviso in due linee distinte per il trattamento della componente liquida e di quella solida.

IMPIANTO DI DIGESTIONE ANAEROBICA
L’impianto di digestione anaerobica è predisposto al trattamento di circa 26.280 t/anno di deiezioni suine al 3% di sostanza secca e 18.000 t/anno di insilato di mais al 35% di sostanza secca. I liquami e l’insilato di mais costituiscono dunque l’alimentazione del processo.
L’impianto è predisposto per funzionare continuativamente 24 ore al giorno, per complessive 8.760 ore/anno.
I liquami zootecnici, conferiti in impianto mediante autobotti, vengono raccolti in una prevasca cilindrica realizzata in cemento armato, avente capacità di circa 170 m3.
L’insilato di mais precedentemente trinciato viene conferito in impianto mediante autocarro e stoccato in cumuli di altezza media pari a circa 5 m, all’interno di n. 3 trincee di forma regolare, realizzate in cemento armato, aventi superficie di 5.200 m2, altezza 4,85 m ed una capacità di stoccaggio pari a circa 28.000 m3 ciascuna. Una volta completate le operazioni di messa a dimora i cumuli vengono coperti con teloni impermeabili per evitare il contatto con l’acqua.
Successivamente l’insilato di mais viene prelevato mediante pala gommata e alimentato al digestore primario tramite un alimentatore con tramoggia di carico.
L’impianto è dotato di un reattore primario ed un reattore secondario, entrambi di forma cilindrica, diametro 24 m e altezza 8 m. Entrambi i digestori sono realizzati in conglomerato cementizio armato, sono dotati di coibentazione esterna su tutte le pareti e vengono riscaldati con acqua a 80°C prodotta sfruttando parte dell’energia elettrica prodotta dal motore a cogenerazione. 
I digestori sono protetti da eventuali sovra/sottopressioni mediante appositi sistemi di sicurezza costituiti da guardia idraulica con acqua glicolata e disco di rottura.
Il digestore primario è dotato al suo interno di sistema di miscelazione ad elica con asse verticale, che consente una miscelazione omogenea e dunque una migliore resa del processo.
Il digestore secondario è alimentato con il digestato proveniente dal reattore primario. Nella parte superiore del digestore secondario è installato un accumulatore pressostatico a doppia membrana, di capacità 500 m3, che consente di accumulare il Biogas prodotto e di rispettare tutti gli accorgimenti necessari a garantirne l’ottimale funzionalità e sicurezza.
L’impianto è inoltre dotato di un ulteriore accumulatore pressostatico a terra, di capacità 500 m3, che funge da serbatoio polmone e consente di raccogliere il biogas per il successivo impiego anche nel corso di brevi fermate del motore cogenerativo, ad esempio in caso di manutenzione.

L’impianto di digestione anaerobica produce in media 11.000 m3/giorno di biogas e circa 105 t/giorno di digestato.
Il biogas ha le seguenti caratteristiche principali:

Parametro

Valore

Composizione

  • CH4 ca. 50%
  • CO2 ca. 48%
  • Ammoniaca, azoto, idrogeno solforato in quantità minime
  • Ossigeno e idrogeno in tracce

 Portata

 530 Nm3/h

 PCI

 5 kWh/Nm3

 Densità

 1,2 kg/Nm3

 Temperatura di autoaccensione

 700°C

 Limiti di infiammabilità

 6-12 vol% in aria

Tabella 1 – Principali

Il biogas prodotto nei reattori viene impiegato inviato all’impianto di cogenerazione per la produzione di energia elettrica, previa desolforazione. Il sistema di desolforazione è di natura biologica: mediante una soffiante si immette direttamente all’interno del digestore, al di sopra del pelo liquido, una percentuale d’aria, pari a circa il 5% rispetto al biogas, per consentire a particolari ceppi batterici, presenti nel materiale in fase di digestione, di convertire l’H2S in zolfo elementare e di innescare una reazione di precipitazione biologica dello zolfo.

IMPIANTO DI COGENERAZIONE
Una volta raffreddato il biogas viene inviato, tramite una soffiante, ad un motore cogenerativo di potenza elettrica nominale pari a circa 0,99 MWe e potenza termica pari a 2,7 MWt, per la produzione di energia elettrica alla tensione di 15 kV che viene immessa in rete.
Al fine di assicurare l'assenza di condensa lungo la tubazione di alimentazione al motore, è presente un sistema per la condensazione, tramite raffreddamento, dell'acqua contenuta nel biogas composto da:
-    Filtro a ghiaia;
-    Chiller a compressione per la produzione di acqua refrigerata;
-    Scambiatore di calore alimentato ad acqua refrigerata per il raffreddamento del biogas 
-    Sistema automatico di scarico della condensa.
Il biogas prodotto nei digestori che non viene inviato al motore, perché eventualmente in eccesso, viene inviato alla torcia di emergenza, di capacità pari a circa 580 Nm3/h.
La torcia è dimensionata per smaltire completamente l’intera produzione oraria di biogas.


IMPIANTO DI TRATTAMENTO DIGESTATO
Il digestato, che ha una sostanza secca del 5% circa e contiene elementi chimici utili alla produzione agricola (Carbonio, Azoto, Fosforo, ecc.), sarà inviato al separatore a compressione elicoidale per effettuare la separazione solido/liquido. La produzione di digestato è stimata in circa 105 t/giorno 
La frazione separata solida viene immessa alla sezione di essiccazione; la frazione liquida invece viene inviata ad un doppio stadio di trattamento ad osmosi inversa realizzato con membrana vibrante in pressione seguita da ulteriori due membrane a spirale avvolta.
In uscita dal sistema a membrane di osmosi inversa si ha un flusso di acqua depurata che viene avviata al riutilizzo presso la Centrale termoelettrica (sezione biomasse) e allo scopo raccolta nel Serbatoio Acque Servizi; solo nel caso in cui non sia possibile avviare tali acque a recupero presso la centrale, le stesse vengono scaricate in acque superficiali (fiume Lamone) mediante l’azionamento di valvole poste all’interno di un pozzetto deviatore dedicato.
Il sistema di essiccazione è costituito da un essiccatoio a doppio nastro nel quale l’agente essiccante è l’aria ambiente preriscaldata in scambiatori posti a monte dell’essiccatoio stesso. 
Il preriscaldamento dell’aria viene effettuato mediante acqua calda e pressurizzata/vapore a circa 120-130°C proveniente dal sistema di recupero termico del motore di cogenerazione dell’impianto biogas e da recuperi termici del ciclo termico della caldaia alimentata a biomasse (sezione biomassa).
Il prodotto finale in uscita dall’essiccatore è il separato solido essiccato, pari a circa 200 kg/h, avente umidità inferiore al 10%, il quale viene miscelato ad una frazione delle ceneri provenienti dalla Centrale Termoelettrica ottenendo, quale prodotto finale del processo, un fertilizzante rispondente ai requisiti previsti dal D.Lgs. 75/2010 e s.m.i.

L’aria in uscita dall’essiccatore viene inviata ad un assorbitore, al fine di eliminare la componente di ammoniaca presente; il liquido di assorbimento è costituito da una soluzione acquosa di acido solforico. Parte della soluzione liquida utilizzata in fase di assorbimento può essere recuperata come solfato di ammonio, un fertilizzante utilizzabile direttamente in agricoltura o per processi tecnologici ai sensi della normativa vigente.
L’aria così depurata viene successivamente sottoposta ad un ulteriore lavaggio tramite scrubber, alimentato con una soluzione di acqua e soda, additivata con acqua ossigenata, per la rimozione di eventuali componenti acidi. Infine l’aria viene alimentata al sistema di biofiltrazione, il quale presenta le seguenti caratteristiche:

 

Parametro

Valore

Portata trattata

60.000 Nm3/h

 Superficie filtrante 

 340 m2

 Altezza

 2 m

Tabella 2 – Caratteristiche biofiltro

L’impianto sarà costituito essenzialmente dalle seguenti apparecchiature e sistemi:
•    Trincee stoccaggio;
•    Alimentatore parte solida con sistema di coclee per caricare il digestore primario;
•    Prevasca Liquame;
•    Digestore primario con soletta di copertura;
•    Digestore secondario con accumulatore pressostatico;
•    Accumulatore pressostatico su platea;
•    Torcia fredda;
•    Tramoggia di convogliamento della frazione solida all’impianto di compostaggio;
•    Sezione di trattamento della frazione liquida del digestato proveniente dalla digestione anaerobica

I Benefici

OCCUPAZIONALI

  • Occupazione diretta per la gestione della centrale: 30 unità
  • Occupazione indiretta per la gestione della centrale e della filiera: nell'ordine delle centinaia di unità (FTE - Full Time Equivalent)

ECONOMICI

  • Acquisto biomasse per oltre € 17 Milioni/anno
  • Altro indotto per circa € 2 Milioni/anno

AMBIENTALI

  • Energia prodotta pari al consumo di circa 83.000 famiglie
  • CO2 evitata: 117.000 t/a