Produzione locale di energia da biomasse e scarti
Le attività di ricerca, avviate con l’obiettivo di ottenere gas di qualità idonea ad alimentare sistemi di cogenerazione basati su celle a combustibile, sono ora finalizzate allo sviluppo e alla messa a punto di sistemi di conversione energetica di biomasse di diversa natura mediante la produzione di biogas o syngas, da utilizzare in sistemi cogenerativi di piccola-media taglia, e alla riduzione dell’impatto ambientale che deriverebbe dalla produzione decentralizzata di energia tramite combustione diretta della biomassa.
Le attività, incentrate sull’ampliamento e sull’efficienza dei sistemi di conversione e sui trattamenti per migliorare le caratteristiche qualitative e quantitative dei gas prodotti o ridurre il contenuto di sostanze inquinanti dei fumi in caso di combustione diretta di biomasse lignocellulosiche, riguardano in particolare:
- l’ottimizzazione, attraverso studi in laboratorio e sperimentazioni su impianto pilota di taglia significativa, dei processi di digestione anaerobica su matrici complesse costituite da residui agro-alimentari, deiezioni animali, colture energetiche ecc. curando la fase di conversione per produrre un biogas ricco in idrogeno e/o aumentare le rese in metano e/o e ridurre il contenuto di inquinanti per facilitare il successivo trattamento di clean-up e upgrading;
- il miglioramento delle prestazioni e dell’affidabilità dei sistemi di gassificazione innovativi, con particolare attenzione al processo di gassificazione di biomasse con acqua in condizioni supercritiche, mediante simulazioni numeriche con modelli matematici predittivi e sperimentazione in reattore semi-batch;
- lo sviluppo e la sperimentazione di processi e sistemi per la purificazione e l’upgrading del biogas, con la messa a punto di dispositivi basati sull’impiego di materiali adsorbenti, catalizzatori e/o specifici consorzi microbici per la rimozione di H2S ed altri inquinanti, la realizzazione di membrane innovative di diversa tipologia per la separazione della CO2 e la loro comparazione, in termini di prestazioni e affidabilità, con membrane polimeriche commerciali ed altre tecnologie di upgrading;
- lo studio e realizzazione di sistemi innovativi basati sull’impiego di catalizzatori supportati su matrici ceramiche, per la riduzione del particolato e dei composti organici volatili (VOC) nei fumi di combustione provenienti da impianti di cogenerazione di piccola taglia alimentati con biomasse lignocellulosiche;
- la validazione di tecnologie e processi attraverso la sperimentazione in laboratorio, con sviluppo ed utilizzo di modelli per l’analisi costi-benefici;
- la definizione, con specifico riferimento alla produzione di energia da biomasse tramite conversione in biogas o syngas, delle potenzialità di un determinato territorio in termini di taglia, numero e tipologia di impianti, contributo all’abbattimento della CO2 e risparmio energetico.
Attività 2006
Nel 2006 attività di interesse per la produzione di energia da biomasse sono state svolte nell’ambito del tema di ricerca “Celle a combustibile per applicazioni stazionarie cogenerative” (tema 5.2.5.11)
Referente: A. Moreno,
Si riportano qui di seguito i report più pertinenti prodotti nell’ambito del tema di ricerca “Celle a combustibile per applicazioni stazionarie cogenerative” cui si rinvia per maggiori informazioni :
- Sviluppo di sistemi alimentati con gas derivante da scarti e residui agricoli e zootecnici (ENEA)
- Studio dei meccanismi di avvelenamento della cella da parte delle impurezze a base di zolfo. Studio e messa a punto di nuovi componenti di cella più tolleranti allo zolfo. Caratterizzazione mediante analisi termica degli elementi per MCFC prodotti da FN (ENEA)
- Digestione anaerobica a singolo e doppio strato di scarti e residui agricoli e zootecnici (Dipartimento di Idraulica, trasporto e strade dell’Università di Roma La Sapienza)
- Alimentazione di celle a carbonati fusi con biogas: sperimentazione dei processi e progettazione di un sistema completo digestore/clean u; prove in cella con gas simulanti, con componenti sia tradizionali che innovativi (ENEA)
Attività 2007
Nel 2007 attività di interesse per la produzione di energia da biomasse sono state svolte nell’ambito del tema di ricerca “Sviluppo di tecnologie innovative per le applicazioni stazionarie cogenerative delle celle a combustibile anche con l’utilizzo di biogas e biomasse” (tema 5.2.5.11)
Referente: A. Moreno,
SI riportano qui di seguito i report più pertinenti prodotti nell’ambito del tema di ricerca “Sviluppo di tecnologie innovative per le applicazioni stazionarie cogenerative delle celle a combustibile anche con l’utilizzo di biogas e biomasse” cui si rinvia per maggiori informazioni:
- Alimentazione di celle a combustibile a carbonati fusi con gassificatori di biomasse: analisi dei sistemi di clean up del gas e accoppiamento di un gassificatore di tecnologia nazionale con uno stack di celle (ENEA)
- Effetto delle composizioni del gas anodico sulle prestazioni di cella MCFC e sviluppo di nuovi anodi alternativi (ENEA)
- Sviluppo di sistemi alimentati con gas derivante da scarti e residui agricoli e zootecnici (ENEA)
- Alimentazione di celle a carbonati fusi con biogas: sperimentazione dei processi e progettazione di un sistema completo digestore/clean-up; prove in cella con gas simulati, con componenti sia tradizionali che innovativi. Sistemi di Purificazione. Rapporto finale (ENEA, Dipartimento Ingegneria Chimica, Materiali e Ambiente, Sapienza Università di Roma)
- Alimentazione di celle a carbonati fusi con biogas: sperimentazione dei processi e progettazione di un sistema completo digestore/clean-up; prove in cella con gas simulati, con componenti sia tradizionali che innovativi. Abbattimento di H2S mediante adsorbimento. Studio sperimentale (ENEA, Dipartimento Ingegneria Chimica, Materiali e Ambiente, Sapienza Università di Roma)
- Studio sperimentale di processi per l’adsorbimento di H2S contenuto nel biogas proveniente dalla digestione anaerobica di reflui zootecnici per invio a MCFC (Dipartimento Ingegneria Chimica Università Federico II di Napoli)
- Alimentazione di celle a carbonati fusi con biogas: sperimentazione dei processi e progettazione di un sistema completo digestore/clean up; prove in cella con gas simulati, con componenti sia tradizionali che innovativi (Dipartimento Ingegneria Chimica e Alimentare Università degli Studi di Salerno)
- Studio dell’influenza di agenti contaminanti sulle prestazioni delle celle a combustibile a carbonati fusi mediante prove in monocelle MCFC (Dipartimento Ingegneria Industriale Università degli Studi di Perugia)
- Messa a punto di un sistema di co-digestione anaerobica di FORSU e fanghi da depurazione di acque reflue urbane (Dipartimento di Ingegneria Chimica, Edile e Ambientale Sapienza Università di Roma)
- Hydrosin: modello del reattore di gassificazione a letto fluido internamente ricircolante, per ottimizzare l’accoppiamento con una cella a combustibile (Dipartimento di Chimica, Ingegneria Chimica e Materiali Università dell’Aquila)
- Studi modellistici e termodinamici per l’accoppiamento dell’impianto Joule di idro-gassificazione di biomasse con la MCFC da 125 kWe. Sistema di abbattimento gas acidi (Dipartimento di Chimica, Ingegneria Chimica e Materiali Università dell’Aquila)
- Sviluppo di un modello di calcolo per la valorizzazione energetica delle biomasse prodotte dalle diverse filiere “Waste to Energy” (DETEC Università Federico II di Napoli)
- Trasformazione di energia solare in energia chimica: produzione di idrogeno mediante processi fotocatalitici in soluzioni acquose (Dipartimento di Chimica Università di Sassari)
- Preparazione e caratterizzazione di materiali compositi resistenti all’avvelenamento da H2S da utilizzare come anodi per celle a combustibile a carbonati fusi (MCFC) alimentate con gas proveniente da biomassa (Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche Università di Roma Tor Vergata)
- Individuazione di catalizzatori da impiegare con celle a combustibile a carbonati fusi alimentati da biogas (Dipartimento Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica Politecnico di Milano)
Attività 2008-2009
Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti (progetto 2.1.2)
Referente: A. Moreno,
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(FN)
Report RdS/201/97 (Settembre 2011)Stefania Baccaro, Cristina Amelio, Enrica Ghisolfi [Dimensione: 1.99 MB]
- Anodi tolleranti all’acido solfidrico: caratterizzazione attraverso prove in cella da 100 cm2 alimentata con gas simulante quello proveniente dalla catena biodigestore-clean up-reformer
(Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Perugia)
Report RdS/201/98 (Settembre 2010)G. Cinti, F. Curbis, D. Penchini, G. Discepoli. E. Sisani, U. Desideri [Dimensione: 974.93 KB]
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(Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni, dell’Ambiente e del Territorio, Università di Genova)
Report RdS/201/314 (Marzo 2011)Paolo Greppi [Dimensione: 214.39 KB]
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(Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni, dell’Ambiente e del Territorio, Università di Genova)
Report RdS/2011/315 Marzo 2011Paolo Greppi [Dimensione: 114.18 KB]
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(Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni, dell’Ambiente e del Territorio, Università di Genova)
Report RdS/2011/99 Settembre 2011Paolo Greppi [Dimensione: 595.5 KB]
- Individuazione dei materiali e dei processi produttivi più idonei per lo sviluppo di membrane ceramiche
(FN)
Report Rd S/2011/100 (Settembre 2011)Stefania Baccaro, Cristina Amelio, Enrica Ghisolfi [Dimensione: 256.42 KB]
- Studio di processi in membrane polimeriche per l’arricchimento in metano del biogas: analisi preliminari su membrane commerciali
(Dipartimento di Ingegneria Chimica, Mineraria e delle Tecnologie Ambientali, Alma Mater Studiorum Università di Bologna)
Report RdS/2011/101 (Agosto 2011)L. Ansaloni, M. Giacinti Baschetti, M. G. De Angelis, G. C. Sarti [Dimensione: 269.78 KB]
- Realizzazione di campioni di elettrodi per celle a combustibile a carbonati fusi con il processo di estrusione
(FN)
Report RdS/2011/102 (Settembre 2011)Stefania Baccaro, Cristina Amelio, Enrica Ghisolfi [Dimensione: 775.19 KB]
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(Università di Roma La Sapienza; ENEA)
Report RdS/2011/129 (Settembre 2011)E. Massi, R. Ciccoli, G.Migliore, L. Pirone, C. Alisi, F. Tasso, P. Marconi, S. Chiavarini, C. Ubaldi, C. Cremisini, A. R. Sprocati [Dimensione: 292.98 KB]
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(ENEA)
Report RdS/2011/134 (Settembre 2011)Giacobbe Braccio, Isabella De Bari, Antonio Molino [Dimensione: 463.16 KB]
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(Dipartimento di Ingegneria Chimica e dei Materiali, Università della Calabria)
Report RdS/2011/135 (Settembre 2011)Massimo Migliori , Girolamo Giordano [Dimensione: 1.09 MB]
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(Dipartimento di Ingegneria Chimica e dei Materiali, Università della Calabria)
Report RdS/2011/136 (Luglio 2011)Massimo Migliori, Girolamo Giordano [Dimensione: 203.52 KB]
- Schemi progettuali per la realizzazione del modulo a membrane piane per test con membrane polimeriche
(Dipartimento di Modellistica per l’Ingegneria, Università della Calabria)
Report RdS/2011/138 (Maggio 2011)V. Calabrò, A. Iulianelli, A. Basile, A. Gugliuzza [Dimensione: 111.1 KB]
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(Dipartimento di Modellistica per l’Ingegneria, Università della Calabria)
Report RdS/2011/139 (Aprile 2011)V. Calabrò, A. Iulianelli, S. Liguori, A. Basile, A. Gugliuzza, A. Saraceno [Dimensione: 308.02 KB]
- Sperimentazione di un sistema da 125 kW gassificatore di biomasse/celle a combustibile. Risultati delle simulazioni numeriche con analisi delle performance di cella in diverse condizioni di carico e di processo
(ENEA)
Report RdS/2011/140 (Settembre 2011)Giacobbe Braccio, Antonio Molino [Dimensione: 489.3 KB]
- Piattaforma web A.I.D.A. Advanced and Innovative tool for Developing feasibility Analysis of biomass plants. Valorizzazione energetica delle biomasse mediante la digestione anaerobica e/o la gassificazione
(Dipartimento di Energetica termofluidodinamica applicata e condizionamenti ambientali – DETEC, Università Federico II di Napoli)
Report RdS/2011/262 (Settembre 2011)M.R. Mastrullo, F. Reale, M. Sarnataro, S. Scarfogliero, D. Toto [Dimensione: 3.06 MB]
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(Università La Sapienza di Roma)
Report RdS/2011/264 (Settembre 2011)Alessandra Polettini, Raffaella Poma, Erica Massi [Dimensione: 1.37 MB]
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(Dipartimento Ingegneria Chimica Materiali Ambiente DICMA, Università La Sapienza di Roma; ENEA)
Report RdS/2011/265 (Settembre 2011)G. Monteleone, M. De Francesco, S. Galli, P. Gislon, M. Marchetti, V. Naticchioni, S. Santomassimo, F. Valente [Dimensione: 489.8 KB]
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(ENEA)
Report RdS/2011/266 (Settembre 2011)M. Alvisi, E. Serra, R. Rossi, D. Dimaio, M. Massaro, M.L. Protopapa [Dimensione: 1.26 MB]
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(Dipartimento Ingegneria Chimica Materiali Ambiente DICMA, Università La Sapienza di Roma; ENEA)
Report RdS/2011/267 (Settembre 2011)G. Monteleone, M. Carewska, S. Galli, V. Naticchioni [Dimensione: 535.06 KB]
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(ENEA)
Report RdS/2011/268 (Settembre 2011)F. De Poli, F. Fiocchetti, G. Izzo, A. Marone, G. Massini, L. Mentuccia, C. Patriarca, S. Rosa, A. Signorini, C. Varrone [Dimensione: 821.8 KB]
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(Ecoinnovative Technologies srl)
Report RdS/2011/313 (Settembre 2011)Giuseppe Gherardi, Alessandro Atti [Dimensione: 963.8 KB]
- Studio della valorizzazione dell’impianto di gassificazione di biomasse a letto fluidizzato internamente ricircolante per la produzione di metano. Parte A: Studio di configurazioni impiantistiche e variabili processuali per massimizzare la resa di metano
(Università dell’Aquila)
Report RdS/2011/137 (Settembre 2011)P.U. Foscolo, K. Gallucci, F. Micheli [Dimensione: 625.92 KB]
- Studio della valorizzazione dell’impianto di gassificazione di biomasse a letto fluidizzato internamente ricircolante per la produzione di metano. Parte B: Studio dei processi di purificazione finale del metano
(Università dell’Aquila)
Report RdS/2011/141 (Settembre 2011)P.U. Foscolo, L. Rossi, K. Gallucci, F. Micheli [Dimensione: 675.27 KB]
- Sviluppo e caratterizzazione di anodi per celle a combustibile a carbonati fusi resistenti all’avvelenamento da idrogeno solforato presente nel gas di alimentazione
(ENEA)
Report RdS/2011/269 (Settembre 2011)E. Simonetti, H. Devianto, F. Zaza [Dimensione: 775.67 KB]
- Studio delle popolazioni microbiche riguardanti processi di fermentazione anaerobica in condizioni di mesofilia
(Università della Tuscia)
Report RdS/2011/287 (Settembre 2011)Silvia Silvi, Paolo Barghini, Massimiliano Fenice [Dimensione: 276.74 KB]
- Misure sperimentali di permeabilità per processi di rimozione della CO2 mediante tecnologie a membrane polimeriche
(Dipartimento di Modellistica per l’Ingegneria, Università della Calabria)
Report RdS/2011/310 (Settembre 2011)V. Calabrò, A. Iulianelli, S. Liguori, A. Basile, A. Gugliuzza, A.Saraceno, S. Curcio [Dimensione: 268.54 KB]
Attività 2011
Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti (progetto 2.1.2)
Referente: V. Pignatelli,
- Studio sui sistemi catalitici di trattamento dei fumi provenienti dalla combustione di biomasse lignocellulosiche per impianti cogenerativi di piccola-media taglia
(Politecnico di Torino)
Report RdS/2012/086 (Settembre 2012)Debora Fino, Nunzio Russo [Dimensione: 937.27 KB]
- Studio della valorizzazione dell’impianto di gassificazione di biomasse a letto fluidizzato internamente ricircolante per la produzione di metano. Studio sperimentale della purificazione finale del metano
(Università dell’Aquila)
Report RdS/2012/285 (Settembre 2012)F. Micheli, K. Gallucci, P.U. Foscolo [Dimensione: 702.81 KB]
- Confronto tra sistemi di digestione anaerobica in doppio stadio per la produzione combinata di H₂ e CH₄ e processi convenzionali per la produzione di solo CH₄ da residui organici biodegradabili
(Università di Roma La Sapienza)
Report RdS/2012/286 (Settembre 2012)G. Carucci, G. Giordano, E. Massi, A. Polettini, R. Pomi [Dimensione: 1017.52 KB]
- Analisi termodinamica e di sostenibilità energetica della gassificazione di biomasse in acqua supercritica
(Università della Calabria)
Report RdS/2012/287 Rev. 1 (Settembre 2012)Massimo Migliori, Girolamo Giordano [Dimensione: 1.01 MB]
- Studio e caratterizzazione sperimentale di membrane polimeriche per l’arricchimento in metano del biogas
(Dipartimento di Ingegneria chimica, mineraria e delle tecnologie ambientali, Università di Bologna Alma Mater Studiorum)
Report RdS/2012/288 (Settembre 2012)Ansaloni, M. Giacinti Baschetti , M. G. De Angelis, G. Ce. Sarti [Dimensione: 399.84 KB]
- Sviluppo di membrane polimeriche innovative e caratterizzazione sperimentale delle stesse e di membrane ceramiche per l’arricchimento in metano del biogas
(Dipartimento di Modellistica per l’ingegneria, Università della Calabria)
Report RdS/2012/289 (Settembre 2012)V. Calabrò, A. Basile, Stefano Curcio, A Gugliuzza, A. Iulianelli, S. Liguori [Dimensione: 300.64 KB]
- Idrolisi di materiale lignocellulosico per l’ottenimento di substrati idonei alla produzione di idrogeno
(Università della Tuscia)
Report RdS/2012/290 (Settembre 2012)A. Aquilanti, P. Barghini, S. Silvi, M. Fenice [Dimensione: 612.97 KB]
- Produzione e caratterizzazione di catalizzatori bimetallici a supporto del processo di gassificazione con acqua in condizioni supercritiche
(Università della Calabria)
Report RdS/2012/291 (Settembre 2012)Massimo Migliori, Girolamo Giordano [Dimensione: 483.8 KB]
- Sviluppo e caratterizzazione di membrane ceramiche e studio di supporti ceramici per l'abbattimento degli inquinanti nei fumi di combustione della biomassa solida lignocellulosica
(FN S.p.A)
Report RdS/2012/292 (Settembre 2012)C. Amelio, L. Mannarino, S. Fassina, V. Naticchioni, G. Porotto, G. Cuccuru [Dimensione: 2.07 MB]
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(Dipartimento di Ingegneria industriale, Università di Salerno)
Report RdS/2012/293 (Settembre 2012)Vincenzo Palma, Daniela Barba [Dimensione: 1.09 MB]
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(ENEA)
Report RdS/2012/294 (Settembre 2012)Paola Gislon, Stefano Galli, Giulia Monteleone [Dimensione: 471.18 KB]
- Prove sperimentali su dispositivi ceramici porosi per la rimozione catalitica delle sostanze inquinanti in impianti di combustione a biomassa
(ENEA)
Report RdS/2012/295 (Settembre 2012)Giovanni Stoppiello [Dimensione: 852.24 KB]
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(ENEA)
Report RdS/2012/296 (Settembre 2012)Antonio Molino, Donatella Barisano [Dimensione: 387.99 KB]
- Stato dell'arte industriale della gassificazione con acqua in condizioni supercritiche e potenzialità di applicazioni per il territorio nazionale, con individuazione delle principali materie convertibili.
Sviluppo di processi a elevata efficienza per la valorizzazione energetica di biomasse mediante gassificazione con acqua in condizioni supercritiche (ENEA)
Report RdS/2012/297 (Settembre 2012)Antonio Molino [Dimensione: 264.5 KB]
- Test sperimentali con moduli di membrane polimeriche commerciali di tipo hollow fiber e polimero PEEK. Ottimizzazione di processi chimico-fisici di abbattimento degli inquinanti e upgrading del biogas a biometano
(ENEA)
Report RdS/2012/298 (Settembre 2012)Antonio Molino, Francesco Nanna, Pierpaolo Iovane [Dimensione: 1.33 MB]
- Trattamenti idrotermici delle biomasse in condizioni sub-critiche: risultati sperimentali con biomasse lignocellulosiche e model compound.
Sviluppo di processi a elevata efficienza per la valorizzazione energetica di biomasse mediante gassificazione con acqua in condizioni supercritiche (ENEA)
Report RdS/2012/299 (Settembre 2012)Antonio Molino, Francesco Nanna, Antonio Villone [Dimensione: 492.47 KB]
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(Dipartimento di Energetica, termofluidodinamica applicata e condizionamenti ambientali - DETEC, Università di Napoli Federico II)
Report RdS/2012/300 (Settembre 2012)Simona Scarfogliero [Dimensione: 1.12 MB]
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(Università di Roma La Sapienza; Università Campus Biomedico di Roma)
Report RdS/2012/301 (Settembre 2012)M.C.Annesini, R. Augelletti, I. Fabriani, M. A. Murmura, L. Turchetti [Dimensione: 1.15 MB]
- Studio sperimentale dei processi di rimozione dell’H₂S da una corrente di biogas simulato in colonna a letto fisso
(Facoltà di Ingegneria, Università Campus Biomedico di Roma; ENEA)
Report RdS/2012/302 (Settembre 2012)L.Turchetti, C. Colonna, V. Naticchioni, G. Monteleone [Dimensione: 680.34 KB]
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(ENEA)
Report RdS/2012/304 (Settembre 2012)Aliboni A., De Luca E., De Mei M., De Poli F., Fiocchetti F., Izzo G., Marone A., Massini G., Mentuccia L., Patriarca C., Rosa S., Sau S., Signorini A., Varrone C. [Dimensione: 613.32 KB]
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(Università della Calabria)
Report RdS/2011/142 REV.1 (Luglio 2011)Vincenza Calabrò, Adolfo Iulianelli, Simona Liguori, Angelo Basile [Dimensione: 129.17 KB]
- Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti
Vito Pignatelli, ENEA (presentazione a convegno, Roma, 28-29 novembre 2012) - Studi sulla produzione elettrica locale da biomasse e scarti Rendicontazione Tecnica PAR 2012
Giacobbe Braccio, ENEA (presentazione a convegno, Roma, 28-29 novembre 2012)