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
Cosa possiamo fare sui «grandi flussi»?
Rifiuti solidi (oltre le filiere gestire dai consorzi)
Emissioni concentrate di inquinanti (ad esempio CO2) da grandi sorgenti
Future research – Building on the recent success of the ECOFOOD project…
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…..
…e
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..
Il concetto di «power to gas» (o anche power to chemicals…)
Innovative large-scale energy STORagE Technologies & Power-to-Gas
concepts after Optimisation
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
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
….ricorreva l’anno 1985