rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…....

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Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare attraverso la valorizzazione di rifiuti, scarti e sottoprodotti del settore primario, dell’industria di processo chimico-farmaceutico, alimentare, metallurgico, trasformazione di materiali quali carta, cemento…. Debora FINO POLITECNICO di Torino Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia E-mail: [email protected] Skype: Debora Fino

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Page 1: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….

problemi o opportunità?

Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

attraverso la valorizzazione di rifiuti, scarti e sottoprodotti

del settore primario, dell’industria di processo chimico-farmaceutico, alimentare,

metallurgico, trasformazione di materiali quali carta, cemento….

Debora FINO

POLITECNICO di Torino

Dipartimento di Scienza Applicata e Tecnologia

E-mail: [email protected]

Skype: Debora Fino

Page 2: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

Cosa possiamo fare sui «grandi flussi»?

Rifiuti solidi (oltre le filiere gestire dai consorzi)

Emissioni concentrate di inquinanti (ad esempio CO2) da grandi sorgenti

Page 3: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

Future research – Building on the recent success of the ECOFOOD project…

Page 4: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

ACIDOGENESIS PRE-

TREATMENT METHANOGENESIS

FOOD-PROCESSING WASTE (cheese whey, molasses, citrus pomace and peel, wine marc & pomace, spent coffee & coffee seed skins, olive pomace, etc.)

H2 (CO2) CH4 (CO2)

Digestate

CH4

(biomethane)

Succinic acid C2-C5 acids Butanediol

MAIN PROCESS STREAM LINE

Limonene Polyphenols

Anti-oxidants

to CO2 bio-conversion

Agricultural fertilizer

Final products

Energy inputs

Feedstock & intermediates

The RECORD anaerobic biorefinery concept

RENEWABLE ELECTRIC POWER (wind, PV, hydroelectric, geothermal, etc.)

ELECTROLYSIS (power to gas)

H2

(make-up)

O2

(to digestate stabilisation)

INTEGRATION WITH GREEN POWER

(DIETs)

CO2

CH4

Bio-oils

CH4

MeOH DME

FT-synfuels

CO2

CO2

BIOMETHANIZATION

MICRO-ALGAE

CATALYTIC PROCESSING

Digestate

CO

2 V

ALO

RIZ

ATI

ON

OP

TIO

NS

Solar radiation

Digestate

Cosa è possibile fare oltre il processo produttivo principale lineare? - Produrre un prodotto a da un sito industriale a rifiuti zero - usare gli scarti per produrre molecole ad alto valore aggiunto - Produrre energia per il sito industriale che processa materie prime e seconde - …….

…produrre combustili…..

Page 5: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

…e

stra

rre

mo

leco

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d a

lto

val

ore

agg

iun

to…

..

Page 6: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

Il concetto di «power to gas» (o anche power to chemicals…)

Innovative large-scale energy STORagE Technologies & Power-to-Gas

concepts after Optimisation

Page 7: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

ORGANIC WASTE TREATMENT & ANAEROBIC DIGESTION (A.D.)

CIVIL WASTE WATER TREATMENT(WWT) & ANAEROBIC DIGESTION

MUNICIPAL SOLID WASTE LANDIFLL

BIOGASSTORAGE

CH4: 65%CO2: 35%

CH4: 50%CO2: 45%N2 : 5%

CH4: 55% CO2: 45%

COMBINED HEAT & POWER

HEAT

DISCTRICT HEATING

PO

WER

BIOMETHANE PURIFICATION (BMP)

ELECTR.GRID

BIO-METHANE

CH4 FUELLINGSTATION

NG GRID

TO BMP

CO2

CH4 COMPRESSOR

DECENTRA-LISED F.S.

CNG

CARS

TRUCKS

HEAT

BIOROBURPLUS

FUEL PROCESSOR

WATER

AIR

CO2

H2

H2 COMPRESSORH2 FUELLING

STATION

HEAT TO A.D. UNITS

Advanced direct biogas fuel processor for robust and cost-effective

decentralised hydrogen production

Page 8: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

Ambient air

CO2 capture

CO2 Release

CO2-free air

Pure CO2

Heat at 100°C

4H+ H2

e-e-

CO2

CO

O2

2H2O

High P syngas

(10 bar)

High P&T electro-catalytic reactor (~120°C)

OB1a

OB3

OB5

OB4

OB2

hig

h-P

pro

cess

lin

e

OB7

High-P PHA Bioreactor

OB6

PHA

H2

PHA

Low-T heat

P (1 bar)

High P(10 bar)

to bio-methanation

CO2 aq(from

biphasiccompressor)

surplusbiomass

High-P Biomethanator

CH4

(10 bar)~10 bar

(H2 10 bar)

OB8

4H+

H2

e-e-

CO2

HCOOH

O2

2H2O

Low P&T electrocatalytic reactor

OB11

CH2OCH3OH

H2O

OB12

Bioreactor (fermenter)

OB13

IsopreneLactic acid

Mono-terpenoids

wastewater

cleanwater

low

-P p

roce

ss li

ne

Ambient air

CO2 capture

CO2 Release

CO2-free air

Pure CO2

Heat at 100°C

OB9

Separation

steam & heat

TP1 TP2

TP3

Biphasic compressor/dissolutor

OB14

OB10

Cost-effective CO2 conversion into chemicals via combination of Capture,

ELectrochemical and BIochemical CONversion technologies

Page 9: Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica….Rifiuti, inquinamento, dipendenza energetica…. problemi o opportunità? Gestire la transizione da economia lineare ad economia circolare

….ricorreva l’anno 1985