Cogenerazione e Cogenerazione e Microcogenerazione Microcogenerazione:: il quadro della normativa tecnica e della leg le islazione g Michele Bianchi 1

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1 Cogenerazione e Microcogenerazione: il quadro della normativa tecnica e della legislazione Michele Bianchi 1

2 La definizione di cogenerazione produzione combinata, in un unico processo, di energia elettrica/meccanica e calore combustibile SISTEMA COGENERATIVO elettricità autoconsumata AT/MT/BT immessa in rete AT/MT/BT calore di scarto calore per usi civili/terziari (riscaldamento e acqua sanitaria) per usi industriali (caloreper il processo produttivo) per produrre freddo 2

3 La cogenerazione in Europa Lituania Lettonia Bulgaria Portogallo Belgio Ungaria Slovacchia Austria Romania Svezia Rep. Ceca Francia Danimarca Spagna Gran Bretagna Polonia Finlandia Olanda Italia Germania % rispetto alla produzione elettrica totale Produzione in TWh

4 Generazione distribuita, piccolae micro Generazione distribuita: insieme degli impianti di generazione di potenza nominale inferiore ai 10 MVA Impianto di piccola/micro generazione un impianto per la produzione di energia elettrica, anche in assetto cogenerativo, con capacità di generazione non superiore a 1 MWe o a 50 kwe (Legge Marzano a 239/04 e modifiche previste e da D.Lgs. n 20 del 8/2/2007) 4

5 Le applicazioni della cogenerazione Attività taglia media (MW elettrici) Potenza installata (MW elettrici) Industria chimica e petrolchimica Raffinazione petrolio Industria cartaria Industria siderurgica Industria alimentare Industria automobilistica Industria ceramica Riscaldamento e teleriscaldamento 12.5 Impianti sportivi, alberghi e ristoranti 0.1 Commercio Ospedali 1 Case di riposo e simili 1.5 Concerie 2.0 Industria tessile, gomma e plastiche 3.0 Industria elettronica Trasporti aerei

6 Le barriere alla diffusione Per l installatore Iter autorizzativi Aspetti economici (elevato costo specifico delle soluzioni più innovative, scarsa valorizzazione dell energia elettrica ceduta alla rete, ecc.) Conciliazione della domanda elettrica/termica/ frigorifera (scelta della taglia e della tipologia di impianto) Per il sistema elettrico e del gas Impatto sul sistema elettrico (utilizzo delle reti di distribuzione in maniera attiva e non più passiva) Necessità di potenziare reti di distribuzione del gas Per gli enti locali Introduzione di nuove sorgenti emissive in aree urbane o comunque densamente popolate 6

7 I vantaggi Vantaggi per lasicurezza e la qualitàdell approvvigionamento approvvigionamento elettrico Riduzione del rischio di black out Alleggerimento del carico di alcune reti elettriche Vantaggi economici ii Risparmi sui costi energetici (acquisto della materia prima combustibile invece del prodotto finito energia elettrica ) Vantaggi di carattere ambientale Riduzione delle grosse infrastrutture per il trasporto ed elettrosmog Rimozione della sindrome NIMBY Sfruttamento di siti rinnovabili Vantaggi idi natura energetica Riduzione delle perdite energetiche nel trasporto Risparmio di combustibile (CAR) 7

8 La legislazione per la cogenerazione AEEG 42/02 D.Lgs. 20/ /8/CE Cogenerazione e' la produzione combinata di energia elettrica e calore alle condizioni definite dall'autorita' per l Energia Elettrica e il Gas, che garantiscano un significativo risparmio di energia rispetto alle produzioni separate (Decreto Bersani 79/99 AEEG 42/02 e successive modifiche) Fino al 31 dicembre 2010, fatto salvo quanto disposto dal comma 2, e' considerata cogenerazione ad alto rendimento la cogenerazione rispondente alla definizione di cui all'articolo articolo 2, comma 8, del decreto legislativo 16 marzo 1999, n. 79 (D.Lgs. 20/2007) Dal 2011 cogenerazione ad alto rendimento: la cogenerazione con caratteristiche conformi ai criteri indicati nell'allegato III della direttiva europea 2004/8/CE 8

9 Il recepimento della 2004/8/CE 9

10 Le condizioni per la CAR Delibera AEEG 42/02 Direttiva 2004/8/CE (normativa in vigore) risparmiare i combustibile (già recepita ed in vigore dal 2011) IRE IRElim PES PESlim e soddisfare una richiesta di calore utile LT LTlim energia elettrica da cogenerazione 10

11 Il risparmio di combustibile Delibera AEEG 42/02 Direttiva 2004/8/CE (normativa in vigore) (già recepita ed in vigore dal 2011) IRE 0,1 IRE PES 1 E E c E e t es p ts PES 0, 1 0 per la piccola cogenerazione 11

12 Confronto con laproduzione separata COGENERAZIONE PRODUZIONE SEPARATA E cs =E cse +E cst E c E cse E cst cse cst SISTEMA COGENERATIVO E e CENTRALE ELETTRICA es CALDAIA ts E t IRE E E cs c 1 E cs 1 e t es ts E e E t 12

13 Rendimentielettrici elettrici di riferimento nella 42/02 Taglia di riferimento Gas naturale, gpl, gasolio Olio combustibile, nafa Combustibili solidi fossili petrolcoke, orimulsion Rifiuti solidi organici, inorganici e biomasse TAR di raffineria < 1 MWe (38) >1 fino a 10 MWe (40) >10 fino a 25 MWe (43) >25 fino a 50 MWe (46) (27) >50 fino a 100 MWe (49) (27) >100 fino a 200 MWe (27) >200 fino a 300 MWe (27) 28 (35) 40 >300 fino a 500 MWe (27) 28 (35) 40 >500 MWe (41) 43 (27) 28 (35) 40 13

14 Rendimentitermici termici di riferimento nella 42/02 Uso civile del calore ts,civ = 80 %, Uso industriale del calore ts,ind = 90 % 14

15 Rendimenti elettrici di riferimento nella decisione europea 2007/74/CE RENDIMENTO ELETTRICO di RIFERIMENTO Tipo di combustibile Anno costruzione: CARBONE FOSSILE 44,2 COMBUSTIBILI A BASE DI LEGNO BIOMASSE AGRICOLE.. 33,0 25,0 RENDIMENTO TERMICO di RIFERIMENTO Tipo di combustibile Produzione Vapore/acqua calda CARBONE FOSSILE 88 COMBUSTIBILI A BASE DI LEGNO BIOMASSE AGRICOLE PETROLIO, GPL BIOCARBURANTI 44,2 44,2 PETROLIO, GPL BIOCARBURANTI GAS NATURALE BIOGAS 52,5 42,0 GAS NATURALE BIOGAS

16 Autoconsumo e produzione in MT e BT Delibera AEEG 42/02 Direttiva 2004/8/CE (normativa in vigore) (già recepita ed in vigore dal 2011) p im p p p ac BT 0,957 0,935 MT 0,972 0,957 im E e,im,im p E e E ac E e,ac e,ac p im p ac <0,4 kv 0,925 0,860 0,4-50 kv 0,945 0, kv 0,965 0,945 AT 1 0, kv 0,985 0,965 >200 kv 1 0,985 16

17 La produzione di calore minima Delibera AEEG 42/02 Direttiva 2004/8/CE (normativa in vigore) (già recepita ed in vigore dal 2011) LT E e E t LT E Valori di LT min secondo AEEG 296/05 (tra parentesi i valori della 42/02) impianti a gas, gpl e gasolio < 10 MWe 0,33 (0,15) Tutti gli altri 0,15 t Tra i 10 e i 25 MWe 0,22 (0,15) min > 25 MWe 0,15 viene riconosciuta come elettricità da cogenerazione l elettricità generata in un processo abbinato alla produzione di calore utile e calcolata l secondo la metodologia riportata nell allegato II della direttiva stessa 17

18 La produzione di calore minima elettricità da cogenerazione allegato II della 2004/8/CE e decisione 2008/952/CE elettricità ità da cogenerazione: viene legata al calore utile prodotto e all efficienza i globale della unità cogenerativa calore utile: per riscaldamento di processi o di spazi e/o destinato a raffreddamento, a reti di teleriscaldamento/raffreddamento; i gas di scarico di un cogeneratore utilizzati a fini diretti di riscaldamento ed essiccazione efficienza globale: produzione elettrica più calore utile diviso per l energia di alimentazione all unità di cogenerazione in un dato periodo di riferimento periodo di riferimento: sono ammessi periodi più brevi di un anno 18

19 La produzione di calore minima elettricità da cogenerazione allegato II della 2004/8/CE e decisione 2008/952/CE e e t t LIM LIM E e tutta E CE e CE t LIM 0,80 0, 75 0 per i cicli combinati e turbine a condensazione per tutti gli altri 19

20 La produzione di calore minima elettricità da cogenerazione allegato II della 2004/8/CE e decisione 2008/952/CE Il mancato rispetto della condizione e t LIM comporta la virtuale divisione del sistema in due sezioni: una cogenerativa e l altra di sola produzione elettrica Sistema cogenerativo E c E c,cog Sezione cogenerativa E e (elettricità da cogenerazione) E t (calore utile) E c,no-cog Sezione di sola produzione elettrica E e -E e (elettricità ità non da cogenerazione) 20

21 il fattore ftt C allegato II della 2004/8/CE e decisione 2008/952/CE Il rapporto energia calore effettivo C actual : valore misurato con riferimento al funzionamento effettivo dell impianto quando lo stesso opera in pieno regime di cogenerazione (massimo livello tecnicamente possibile di recupero di calore) Il rapporto energia calore di progetto C design : per le unità cogenerative per le quali non è possibile stabilire dati misurati Il rapporto energia calore di base C default : coma da tabella tipo di unità C (direttiva 2004/8/CE) C (valori GSE) turbina a gas a ciclo combinato con recupero di calore 0,95 0,32 2,46 turbina a vapore a contropressione 0,45 turbina a presa di vapore a condensazione 0,45 0,18 0,25 turbina a gas con recupero di calore 0,55 0,49 1,27 motore a combustione interna 0,75 1,05 1, 73 21

22 Produzione lorda o netta? Delibera AEEG 42/02 Direttiva 2004/8/CE (normativa in vigore) (già recepita ed in vigore dal 2011) produzione di energia elettrica netta di una sezione di produzione combinata di energia elettrica e calore Ee è la quantità di energia elettrica lorda prodotta dalla sezione nell'anno solare, diminuita dell energia elettrica destinata ai servizi ausiliari della sezione e delle perdite nei trasformatori principali p La quantità di elettricità prodotta mediante cogenerazione è misurata ai terminali del generatore e il consumo interno per il funzionamento dell unità di cogenerazione non viene sottratto. Alla produzione di energia non deve essere sottratta l energia elettrica usata internamente 22

23 Confronto tra la 42/02 e la 2004/8/CE / 1.0 ok 2004/8/CE e 42/02 ok 42/02 - no 2004/8/CE t Piccola cogenerazione a gas naturale con MCI e 100 % di autoconsumo in BT U = 0.75 U U = C = 0.75 LT= PES=0 IRE= e

24 Confronto tra la 42/02 e la 2004/8/CE / 1.0 ok 2004/8/CE e 42/02 ok 42/02 - no 2004/8/CE t Piccola cogenerazione a gas naturale con MCI e 100 % di autoconsumo in BT Come si posizionano i cogeneratori incommercio (dati di targa) Pienoregime di cogenerazione Recupero Termico 100% del totale disponibile e 24

25 Confronto tra la 42/02 e la 2004/8/CE / 1.0 ok 2004/8/CE e 42/02 ok 42/02 - no 2004/8/CE t Piccola cogenerazione a gas naturale con MCI e 100 % di autoconsumo in BT Come si posizionano i cogeneratori incommercio (dati di targa) 75% del recupero termico disponibile Recupero Termico 75% del totale disponibile e 25

26 Confronto tra la 42/02 e la 2004/8/CE / 1.0 ok 2004/8/CE e 42/02 ok 42/02 - no 2004/8/CE t Piccola cogenerazione a gas naturale con MCI e 100 % di autoconsumo in BT Come si posizionano i cogeneratori incommercio (dati di targa) 50% del recupero termico disponibile Recupero Termico 50% del totale disponibile e 26

27 Confronto tra la 42/02 e la 2004/8/CE / TAGLIA: TRA 1 E 10 MWe COMBUSTIBILE: GAS NATURALE USO CIVILE ENERGIA IMMESSA IN MT OK 42/02 NO 2004/8/CE OK 42/02 OK 2004/8/CE NO 42/02 OK 2004/8/CE 27

28 Confronto tra la 42/02 e la 2004/8/CE / TAGLIA: TRA 10 E 25 MWe COMBUSTIBILE: GAS NATURALE USO CIVILE ENERGIA IMMESSA IN MT OK 42/02 NO 2004/8/CE OK 42/02 OK 2004/8/CE NO 42/02 OK 2004/8/CE 28

29 Lattività L attività normativa del CTI SC04 GL405 Cogenerazione e Poligenerazione Progetti di Norma Cogenerazione - Unità di piccola e micro-cogenerazione alimentate da combustibili liquidi e gassosi - Parte 2: Determinazione del rumore trasmesso in aria tramite il metodo della superficie di inviluppo Cogenerazione - Impianti di piccola cogenerazione alimentati a combustibili liquidi e gassosi - Parte 3: Misurazione ex-ante delle prestazioni energetiche Cogenerazione - Unità di piccola e micro-cogenerazione alimentate da combustibili liquidi e gassosi - Parte 1: Determinazione delle emissioni di combusti allo scarico Cogenerazione - Impianti di piccola cogenerazione alimentati a combustibili liquidi e gassosi - Criteri per la valutazione delle emissioni Cogenerazione - Impianti di piccola cogenerazione alimentati a combustibili liquidi e gassosi - Parte 4: Requisiti di installazione e modalità di messa in servizio Cogenerazione - Impianti di piccola cogenerazione alimentati a combustibili liquidi e gassosi - Terminologia, classificazione e requisiti generali 29

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