Kupper Engineering fa parte di Asplundh Infrastructure Group, un'importante alleanza nazionale di servizi e soluzioni per infrastrutture per aziende di servizi pubblici, produttori di energia e clienti ad alto consumo energetico. Kupper Engineering offre servizi di ingegneria professionale completi e di alta qualità, supporto all’ingegneria, approvvigionamento di attrezzature e integrazione di controlli di automazione, dalla pianificazione e progettazione fino all’implementazione e alla messa in servizio.
- Progettare un sistema per convertire il gas di discarica in gas naturale rinnovabile (RNG)
- Implementare in 20 impianti RNG tra oggi e il 2026
- Sistema composto da decine di attuatori, motori, valvole, pompe e sensori – basato su ControlLogix ® e CompactLogix ™ control systems, centri di controllo motori intelligente , azionamenti a frequenza variabile e altri componenti
- Capacità di monitorare e rilevare perdite di gas, controllare la ventilazione, regolare le ventole e spegnere i sistemi se necessario
- In ciascuno dei 20 siti, converte tra 3000 e 8000 piedi³ standard/min di gas da discarica in gas naturale rinnovabile
Dalle industrie alimentari e lattiero-casearie alle discariche, Kupper Engineering aiuta le aziende a convertire i rifiuti e i sottoprodotti correlati in gas naturale rinnovabile (RNG). Prodotto dal biogas emesso dai rifiuti organici, l'RNG viene lavorato secondo gli standard di qualità delle condutture e utilizzato come sostituto dei combustibili fossili.
Kupper, fornitore di servizi di ingegneria, controllo e approvvigionamento, è stata una delle prime aziende a fornire servizi di ingegneria elettrica per gli impianti di produzione di RNG. Ha supportato circa 30 progetti RNG e ne ha altri 30 in programma nei prossimi tre anni. Questi includono RNG proveniente dal gas di discarica e dai rifiuti animali e alimentari utilizzando sistemi di digestore anaerobico.
“Invece di estrarre il gas naturale dal sottosuolo, che è ‘non rinnovabile’, prendiamo un sottoprodotto dei processi umani e lo trasformiamo in una risorsa che le persone possono utilizzare nella loro vita quotidiana”, ha dichiarato Jude Matteo, integratore di sistemi principale, Kupper Engineering.
“Ciò che ci rende unici è che, come azienda di ingegneria e controllo, comprendiamo come tutti i pezzi si incastrano in questi progetti altamente specializzati”, ha aggiunto William Moss, senior project manager di Kupper. “Siamo coinvolti a fondo dalla progettazione iniziale all’implementazione e al supporto per tutta la vita di questi siti.”
Nell’ambito del suo portafoglio di soluzioni, Kupper si affida a Rockwell Automation da oltre un decennio.
Sfida
Qualità e controllo sono fondamentali
Kupper sta aiutando uno dei più grandi operatori di discarica del Nord America ad espandere in modo aggressivo la sua infrastruttura RNG nell'ambito delle sue strategie di crescita e sostenibilità.
"Storicamente, quando i rifiuti venivano seppelliti in discarica si decomponevano. Questo creava gas di scarico che avevano un cattivo odore, potevano essere estremamente pericolosi quando si accumulavano e avevano un impatto negativo sull'ambiente e sull'ozono", ha spiegato Matteo. "Il modo originale in cui gli operatori gestivano la situazione era rimuovere il gas di discarica e bruciarlo – semplicemente bruciarlo. Ora, attraverso una serie di processi, possono estrarre quel gas dalla discarica, purificarlo e trasformarlo in quello che è essenzialmente gas naturale".
Questo operatore prevede di utilizzare l'RNG generato per alimentare la propria flotta di trasporto e poi restituire il resto alla rete del gas naturale. Il controllo del processo è fondamentale, poiché linee guida stringenti regolano il processo di conversione del gas di discarica (LFG) in gas di qualità per la rete.
"Il gas di discarica è tipicamente costituito per il 50% da metano e contiene una grande quantità di anidride carbonica (CO2) e una quantità minore di componenti in tracce. Il CO2 e le tracce devono essere eliminati affinché il prodotto finale sia metano puro al 98%", ha dichiarato Michael Markham, senior project manager di Kupper. "Ci sono diversi processi da seguire e ogni fase può richiedere compressione, raffreddamento, riscaldamento e filtrazione".
Con decine di attuatori, motori, valvole, pompe e sensori, si tratta di un sistema complesso da progettare, collegare e controllare. Ecco perché Kupper utilizza prodotti Rockwell Automation, inclusi ControlLogix® e CompactLogix™ sistemi di controllo, centri di controllo motori intelligente, azionamenti a frequenza variabile e altri componenti in molti dei suoi progetti da LFG a RNG.
Queste tecnologie sono anche fondamentali per la sicurezza dei dipendenti e dei sistemi. Aiutano gli impianti a monitorare e rilevare le perdite di gas, controllare la ventilazione, regolare le ventole e spegnere i sistemi se necessario.
Soluzione
Progettazione e apparecchiature standardizzate degli impianti
"Ci è stato chiesto di collaborare con questo cliente perché voleva standardizzare la progettazione e le apparecchiature degli impianti per vari progetti in modo che fossero sicuri, affidabili e coerenti", ha spiegato Markham.
Tra oggi e il 2026, il cliente prevede di costruire 20 impianti RNG in quattro dimensioni che vanno da 16000 a 30000 ft². Questi impianti avranno la capacità di gestire tra 3000 e 8000 ft³/min di LFG.
"Queste strutture eseguiranno processi complessi e rapidi con centinaia di componenti che devono essere installati, configurati e integrati. Quando usiamo i prodotti Rockwell Automation, è di gran lunga il modo più semplice e veloce per farlo", ha detto Matteo. "Poiché sappiamo che costruiremo altri di questi impianti, cerchiamo di crearli in base a un modello. La capacità di standardizzare e modularizzare la programmazione è stata semplice e possiamo contare sulle prestazioni delle offerte di Rockwell".
Tutto ciò è essenziale per massimizzare il tempo di produzione.
"Che si tratti di un digestore o di una discarica, come nel caso di questo cliente, producono sempre gas che deve essere gestito continuamente. Ogni volta che un impianto non funziona, devono fare qualcosa con il gas e di solito significa bruciarlo", ha spiegato Matteo. "Quindi, qualsiasi aumento dell'affidabilità è estremamente vantaggioso".
Risultato
Potenziali benefici economici e ambientali
Il primo sito standardizzato di Kupper per la conversione del gas di discarica in gas naturale rinnovabile per il portafoglio attuale di questo cliente è entrato in funzione nella primavera 2023, con circa otto siti in più previsti nel 2024 e il resto negli anni successivi.
Un sito medio ha il potenziale per recuperare e produrre più di 780000 MMBtu all'anno di gas naturale rinnovabile. MMBtu è la metrica comune utilizzata per misurare il contenuto di calore e il valore del combustibile. Questa quantità equivale a servire più di 26000 abitazioni o 676 camion pesanti all'anno ed è l'equivalente di più di 5.3 milioni di galloni di gasolio. L'uso del gas naturale rinnovabile da un impianto di queste dimensioni, invece dei combustibili fossili, ha il potenziale per eliminare più di 50000 tonnellate all'anno di emissioni di gas serra.
"Stiamo aiutando questo cliente a trasformare un gas di scarto in energia utilizzabile", ha dichiarato Markham. "Invece di dover spendere capitale e fondi annuali per lo smaltimento, produrranno una fonte di energia valida, migliore per l'ambiente e che genera un reddito redditizio".
Visitate la nostra pagina sull'energia rinnovabile per saperne di più su come stiamo aiutando le aziende ad accelerare la transizione energetica.
Pubblicato 15 novembre 2023