ZERO3: GAS STABILIZER
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Società benefit: no Start up: Start up iscritta al registro delle imprese Sito web: www.zero3.cloud Città: Faenza (RA) Settore: Ricerca e sviluppo sperimentale nel campo delle altre scienze naturali e dell'ingegneria Età rappresentante legale: 50 Progettista: Marco Antonini Tema: Transizione energetica |
Descrizione
Brevettato col titolo ‘System and method to control a biogas collection plant’ GAS STABILIZER nasce dall’esigenza di riuscire a recuperare tutto il biogas prodotto dai rifiuti smaltiti in discarica, sia per ridurre i quantitativi di GHG e gli odori sgradevoli liberamente emessi in atmosfera, sia per non sprecare una preziosa fonte di energia rinnovabile.
Frutto dell’esperienza pluri-decennale di un’equipe di ingegneri, GAS STABILIZER:
- è un macchinario per la regolazione automatica e l’autoregolazione nonché per l’ottimizzazione della captazione del biogas
- è dotato di sistema d’analisi, di sistema di controllo e regolazione, di sistema di monitoraggio e verifica remotizzati; è predisposto per l’acquisizione, la gestione ed il controllo dei dati
- ha funzionalità in continuo h24 real-time
- è una soluzione modulare, leggera, scomponibile, riutilizzabile e facile da installare
- si inserisce nei tradizionali sistemi di captazione (sia in nuovi impianti, sia in impianti già esistenti) con funzione di migliorarne l’efficienza fungendo da mente dell’intero processo di captazione (brevetto depositato con PCT n. WO2017/081671A1)
Il primo prototipo di GAS STABILIZER è stato realizzato nel 2019 ed i risultati ottenuti presso il campo prova di una discarica italiana sita in Fano (PU) ha sortito risultati migliori rispetto a quelli progettualmente attesi; forniamo qualche risultato:
- ha realizzato un incremento medio complessivo dei volumi di biogas captato del 31,98%
- consuma 150 Watt (come una lampadina ad incandescenza)
Nel 2020 è stata fornita al cliente la prima macchina GAS STABILIZER per la regolazione di nr. 12 linee e nel 2021 è stata fornita la seconda macchina per la regolazione di altre nr.12 linee; a ciascuna linea afferisce un pozzo di captazione presente nel corpo discarica.
Impatto ambientale
Il biogas tipico o standard (LFG50) viene caratterizzato da una % vol di metano CH4 pari al 50% e da una % vol di anidride carbonica CO2 pari al 35% . A livello mondiale, oltre il 60% dei rifiuti viene smaltito in discarica (controlled landfill, sanitary landfill–with landfill collection, landfill unspecified, open dump, …) e le discariche di rifiuti urbani sono grandi produttori di biogas dato che normalmente dal 30 al 50% dei rifiuti è composto da materiale organico (fonte: What a waste 2.0 - World Bank Group, 2018) Il fenomeno della biogassificazione del rifiuto, una volta avviato, si manifesta per almeno 30 anni (fonte: EPC Libri - ‘Biogas da Discarica’ di Enrico Magnano), di modo che il rifiuto smaltito oggi produrrà biogas almeno fino al 2051.
I dati più aggiornati dell’inventario nazionale italiano delle emissioni (fonte: Annuario dei dati ambientali 2019, n.89/2020, ISPRA - Tabella 7.4 e Figura 7.4.b) identificano le discariche come la seconda fonte di immissione di metano in atmosfera, con un contributo pari a quasi un terzo del complesso delle fonti identificate, seconda soltanto all’agricoltura ed addirittura più rilevante rispetto al settore energetico. L’ultimo rapporto di valutazione de l’IPCC denominato “AR6” (ed. agosto 2021) evidenzia come il metano CH4, considerando un orizzonte temporale di:
-20 anni sia caratterizzato da un GWP ben 81,2 volte maggiore rispetto a quello della CO2;
-100 anni sia caratterizzato da un GWP ben 27,9 volte maggiore rispetto a quello della CO2.
Questo significa che se il biogas di discarica non viene captato correttamente ed in modo efficiente, oltre a generare emissioni odorigene, rischi di incendio e d’esplosione, di asfissia, di intossicazione, di fitotossicità, determina anche emissioni climalteranti in atmosfera … e tutte queste problematiche possono manifestarsi sinergicamente aumentando i rischi complessivi per la salute umana e per l’ambiente. Sulla scorta dei dati ottenuti dal nostro caso studio in sito, abbiamo richiesto ad un ente terzo di eseguire un’analisi LCA comparativa che vede uno scenario baseline a confronto con lo scenario dove è installato il GAS STABILIZER. Per lo studio sono stati utilizzati i seguenti metodi di valutazione di impatto, secondo le impostazioni presenti nelle normative ISO 14040:2021 e ISO 14044:2021 :
-CML baseline v.3.06 (per il calcolo del carbon footprint categoria global warming e le altre categorie di impatto principali)
-CeD v.1.11 (per il calcolo del consumo di energia primaria),
-AWAREv1.03 (per il calcolo della water footprint).
I risultati sortiti hanno evidenziato che la soluzione GAS STABILIZER non reca danni ad alcun aspetto ambientale considerato ma apporta impatti positivi ovvero benefici ambientali.
PS: Lo studio LCA ha preso in considerazione i seguenti aspetti ambientali: Abiotic depletion, Abiotic depletion (fossil fuels), Global warming (GWP100a), Ozone layer depletion (ODP), Human toxicity, Fresh water aquatic ecotoxicity, Marine aquatic ecotoxicity, Terrestrial ecotoxicity, Photochemical oxidation, Acidification, Eutrophication, Primary Energy, Water Depletion.
Innovatività e replicabilità
GAS STABILIZER è una soluzione innovativa brevettata (sistema e metodo). Funge da mente/cervello dell’intero impianto di captazione presente in discarica e va ad agire sui parametri biogas di ciascuna linea secondaria di trasporto biogas (ogni linea secondaria di trasporto biogas collega un pozzo di captazione con il collettore) in modo automatico, in continuo, h24, real time e con possibilità d’interazione, controllo, regolazione, monitoraggio e verifica da remoto. La soluzione GAS STABILIZER è stata pensata fin dal principio in termini di scalabilità e replicabilità, infatti può essere applicata a qualsiasi tipo di sistema collettore presente in discarica, sia in nuovi impianti sia in impianti già esistenti; è una soluzione modulare, leggera, scomponibile, riutilizzabile e facile da installare.
Impatto dell’innovazione
La maggior parte degli elementi di captazione presenti nelle discariche sono di fatto delle unità di captazione ‘statiche’ che possiedono capacità prestazionali correlate alle loro specifiche caratteristiche di prodotto e non hanno alcuna proprietà d’agire attivamente per rendersi più o meno efficienti (es. sonde fessurate). Gli elementi come le centrali di aspirazione ed i sistemi di automazione della captazione sono unità che invece agiscono in modo attivo ed hanno la potenzialità di fare la differenza in termini di efficienza dell’intero sistema di captazione presente in discarica. La centrale di aspirazione applica uno specifico gradiente di pressione (pressione negativa o depressione per esercitare l’aspirazione) a tutte linee di trasporto principali (le linee di trasporto principali sono linee che collegano la stazione di regolazione alla centrale di aspirazione stessa) ad essa collegate, non riuscendo tuttavia a differenziare questo parametro per ogni singola linea secondaria (le linee di trasporto secondarie sono linee che collegano i singoli pozzi presenti nel corpo di discarica con la stazione di regolazione). Ma, alfine di evitare che i biogas si disperdano in atmosfera, non bastano le performance delle unità di captazione statiche e talvolta neppure quelle delle centrali di aspirazione che agiscono impostate su un unico gradiente di pressione applicato, non riuscendo a differenziare i gradienti di pressione che sarebbero necessari a ciascun pozzo. GAS STABILIZER è un nuovo sistema di automazione della captazione che agisce anche sulla regolazione delle singole depressioni applicate a ciascuna linea secondaria, oltre che sulla regolazione dei parametri che caratterizzano la miscela del biogas captato (es. CH4, O2) in ciascun pozzo collegato alla stazione di regolazione. Questo significa che l’impiego di GAS STABILIZER comporta il miglioramento dell’efficienza di captazione del biogas prodotto dal corpo discarica. In buona sostanza GAS STABILIZER è in grado di contribuire ad aumentare il livello di risparmio energetico (il biogas captato può essere avviato a recupero energetico per la produzione di energia da fonte rinnovabile) e può limitare l’impatto odorigeno e climalterante (CH4 e CO2 sono GHG) causato dalle discariche.
Fattori specifici
Rispetto ai tradizionali sistemi di captazione del biogas, GAS STABILIZER introduce numerosi fattori specifici in termini di benefici per il settore discariche; si ricordano:
- l’incremento medio complessivo della captazione di biogas, in termini volumetrici;
- la riduzione, fino all’eliminazione, delle emissioni odorigene e climalteranti GHG (anche in fase di abbancamento rifiuti);
- l’incremento medio complessivo del potere calorifico inferiore del biogas captato (ed avviato a recupero energetico);
- introiti economici per aumento produzione energia elettrica;
- che consente la verifica, il monitoraggio ed il controllo in continuo, h24, real time e da remoto per ciascuna linea di captazione (principale e secondaria);
- che analizza, controlla e regola automaticamente i parametri di captazione con frequenze impostate, in continuo, h24, real time e da remoto per ciascuna linea di captazione;
- che mantiene costanti nel tempo i valori di captazione impostati grazie al sistema automatico di analisi in continuo del biogas aspirato;
- che può essere applicato a qualsiasi sistema collettore/stazione di regolazione;
- è modulare, leggero, scomponibile, riutilizzabile, facile da installare;
- ha consumi ridotti;
- in siti non asserviti da rete elettrica può funzionare con isola generativa fotovoltaica;
- che previene il rischio incendio/esplosione grazie alla regolazione automatica.
GAS STABILIZER contribuisce, quindi, alla riduzione della Carbon Footprint e al raggiungimento degli obiettivi di Transizione Ecologica poiché permette una riduzione delle emissioni climalteranti e consente di limitare l’uso dei combustibili fossili per la produzione di energia.
Modello di business
Si tratta di B2B con tre diverse modalità:
- Consulenza
- Vendita prodotto
- Assistenza post vendita
I principali acquirenti del prodotto sono:
- i Gestori di Discarica dove sono presenti impianti di captazione e recupero del biogas che devono essere realizzati, modernizzati e/o resi più efficienti;
- le Ditte di Progettazione, Realizzazione e/o Gestione impianti per la captazione ed il recupero energetico del biogas, compresi gli impianti che operano la trasformazione del biogas di discarica in biometano;
- i Costruttori di Motori di Cogenerazione per il recupero energetico da biogas combustibile.
Fattibilità tecnica e team di sviluppo
Il biogas di discarica (essendo caratterizzato dalla presenza del macro-componente metano CH4, il quale ha un campo di infiammabilità tra il 5 ed il 15% in aria) è una miscela combustibile che può essere utilizzata per produrre energia in maniera termodinamicamente conveniente. La soluzione GAS STABILIZER può essere applicata a qualsiasi tipo di sistema collettore presente in discarica, sia in nuovi impianti sia in impianti già esistenti; è una soluzione modulare, leggera, scomponibile, riutilizzabile e facile da installare. Il contesto italiano presenta circa 127 discariche attive, delle quali almeno 89 potrebbero ottenere giovamenti notevoli -in termini di captazione biogas- dall’utilizzo di GAS STABILIZER ma GAS STABILIZER può essere utilizzato in ogni discarica come presidio di sicurezza. GAS STABILIZER ottimizza la captazione del biogas di discarica sin dalle prime fasi di abbancamento rifiuto. L’impiego di GAS STABILIZER ha una ricaduta positiva sull’occupazione in quanto richiede l’impiego di personale per la produzione della macchina, per il monitoraggio ed il controllo e per le attività di manutenzione.
Zero3 è una piccola startup romagnola che ha sede legale a Faenza (RA) e sede operativa a Cesena (FC); attualmente si compone di questo team di ingegneri:
- Marco Antonini: CEO and Co-Founder - Construction Engineer
- Francesca Sandrini: CTO and Co-founder - Environment and Resources Engineer
- Marco Angelotti: Production Manager - Mechanical Engineer
- Massimo Onofri: Marketing Manager - Electrical Engineer
Politiche di comunicazione
Stiamo iniziando ora una campagna di comunicazione strutturata, affidandoci ad una agenzia specializzata. Ci sono serviti circa due anni per la sperimentazione dei prototipi, per la messa a punto e per la raccolta dati; oggi GAS STABILIZER è certificato CE. Il progetto GAS STABILIZER è stato selezionato sia nel 2019 sia nel 2020 tra le migliori proposte dall’Istituto Europeo di Innovazione e Tecnologia EIT nell’ambito del programma CLIMATE -KIC Startup (rispettivamente Stage 2 e Stage 3), di ART-ER. Nel 2020 Zero3 è stata scelta dall’azienda americana AUTODESK, nell’ambito del “Technology Impact Program” tra le Startup internazionali che utilizzano il design per il bene ambientale o sociale, con la donazione per tre anni del pacchetto software inventor – autocad. Anche Aliaxis, Emerson e FIP credono nel progetto GAS STABILIZER.
Attori coinvolti
Il 9 agosto 2021 è stato pubblicato il rapporto del Gruppo di lavoro 1 dell’IPCC che costituisce la prima parte del Sesto Rapporto di Valutazione ‘AR6’ che sarà completato nel 2022. Tutti gli scenari elaborati nel rapporto evidenziano la necessità di azioni sociali collettive et individuali poiché nessuno può esimersi da un certo grado di corresponsabilità in relazione alle proprie capacità e alle intenzionalità plurali che si sviluppano nell’affrontare il problema del cambiamento climatico.
“Stabilizzare il clima richiederà riduzioni forti, rapide e costanti delle emissioni di gas a effetto serra, e raggiungere emissioni nette di CO2 pari a zero. Limitare altri gas serra e inquinanti atmosferici, specialmente il metano, potrebbe avere dei benefici sia per la salute che per il clima” (Panmao Zhai - Scienziato climatologo - copresidente del Gruppo di lavoro 1 dell’IPCC).
“Ridurre le emissioni di metano in atmosfera aiuterà a combattere il cambiamento climatico” (fonte: The Economist, 14/08/2021) Per quanto attiene al nostro progetto GAS STABILIZER siamo a sostenere che l’educazione civica alla differenziazione dei rifiuti, la corretta progettazione di impianti per la gestione dei rifiuti, la loro costruzione, la corretta gestione dei rifiuti dal punto di vista normativo operativo ed impiantistico, le corrette scelte amministrative e politico-gestionali dei territori sono solo alcune tra le principali azioni sociali determinanti per il futuro.
Ma il fenomeno della biogassificazione della componente a matrice organica presente nel rifiuto abbancato fino ad oggi in discarica, una volta avviato, si manifesta per almeno 30 anni; e questo è un fattore che resta da gestire se pensiamo che il GWP del metano, gas macro-componente contenuto nei biogas, nell’orizzonte temporale di 20 anni è ben 81,2 volte maggiore rispetto a quello della CO2! Praticamente il metano in emissione libera fa grandi danni in tempi relativamente brevi e nell’ Annuario dei dati ambientali 2019, n.89/2020, ISPRA (Tabella 7.4 e Figura 7.4.b) le discariche vengono identificate come la seconda fonte di immissione di metano in atmosfera, con un contributo pari a quasi un terzo del complesso delle fonti identificate. Inoltre il biogas è una risorsa energetica che può contribuire al raggiungimento degli obiettivi di Transizione Energetica.
Certificazioni
non comunicate