BioROBURplus – Advanced direct biogas fuel processor for robust and cost-effective decentralised hydrogen production- è un progetto finanziato nell’ambito del programma dell’Unione Europea Horizon2020.
BioROBURplus si basa sul progetto europeo in chiusura BioROBUR (direct biogas oxidative steam reformer). Nel progetto BioROBUR è stato sviluppato e testato un processore del combustibile robusto ed efficiente per il reforming diretto del biogas a una scala equivalente alla produzione di idrogeno PEM di 50 Nm3/h per dimostrare il raggiungimento di tutti i mandati di chiamata. L’efficienza energetica del sistema di conversione del biogas in idrogeno è del 65%, per una composizione di biogas di riferimento del 60% vol CH4 e del 40% vol CO2.
Il progetto BioRoburplus mira allo sviluppo di un processore compatto per la produzione di idrogeno puro (99.9%) mediante il processo “Steam reforming ossidativo del biogas”. Il biogas può provenire da una discarica, dalla digestione anaerobica dei rifiuti organici o dalla digestione anaerobica dei fanghi di depurazione.
Il tasso di efficientamento energetico derivante dalla conversione del biogas in H2 supera l’80% in termini di Potere Calorifico Superiore (PCS), a causa delle seguenti innovazioni:
1) maggiore recupero di calore interno, consentendo una minimizzazione dell’alimentazione necessaria al reattore costituito da materiali ceramici strutturati rivestiti con catalizzatori a basso contenuto di metalli nobili, facilmente riciclabili con resistenza migliorata al carbonio;
2) una tecnologia PTSA(Pressure/Temperature Swing Adsorption) ad hoc, capace di sfruttare sia la pressione che il basso recupero di calore T dal processore, al fine di guidare la separazione dell’H2 dalla CO2 e dall’N2;
3) un bruciatore a recupero costituito da materiali ceramici capaci di sfruttare la bassa entalpia del gas prodotto dal PTSA, che ha la funzione di fornire il calore necessario ai punti 1) e 2) di cui sopra.
Il progetto ha l’ambizione di dimostrare la fattibilità economica della produzione di idrogeno per supportare l’integrazione di fonti rinnovabili nel sistema di distribuzione dell’energia elettrica.
Il Dipartimento Scienze Applicate e Tecnologia del Politecnico di Torino (DISAT) coordinerà il lavoro di 11 partner aventi competenze complementari, in una prospettiva orientata al settore industriale: 3 università (POLITO, KIT, SUPSI), 3 centri di ricerca (IRCE, CPERI,DBI), 3 PMI (ENGICER, HST, MET) e 2 grandi aziende (ACEA, JM) provenienti da 7 differenti paesi europei.
Una campagna di collaudo finale è prevista al TRL 6 per dimostrare il raggiungimento degli obiettivi, grazie all’opportunità unica offerta da ACEA di utilizzare tre differenti tipologie di biogas e l’integrazione del calore, con un digestore anaerobico che genera il biogas.
Il ruolo di Envipark
Envipark collabora al progetto come terza parte di ACEA, fornendo il proprio supporto in termini di ottimizzazione del processo di digestione anaerobica finalizzato ad arricchire la composizione del biogas, ridurre le impurità e, soprattutto, rendere quanto più possibile costante la composizione ed il tasso di biogas. Ciò è possibile grazie alle competenze acquisite in precedenza da Envipark nell’ambito delle reazioni biochimiche coinvolte nel processo di digestione anaerobica e grazie all’esperienza maturata nell’ambito della selezione e ottimizzazione dei consorzi batterici.
La strumentazione all’avanguardia di Envipark (gas cromatografia, laboratori di analisi biochimica, etc.), ha permesso di fornire il supporto richiesto per l’analisi continua del biogas prodotto e la valutazione dei processi a monte, al fine di stabilizzarlo.
Envipark, infatti, monitora il biogas prodotto durante il periodo antecedente all’implementazione del reattore, attraverso la gas cromatografia e analisi biochimiche standard e specifiche, come ad esempio la determinazione degli acidi grassi volatili e la composizione dei consorzi batterici del digestato.