Polygen Cogenerazione diffusa e trigenerazione: le novità del quadro normativo e di incentivazione

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1 21 sttmbr 2012 Normativ d opportunità di utilizzo dlla mini cognrazion Polygn Cognrazion diffusa trignrazion: l novità dl quadro normativo di incntivazion Prof. ing. Michl Bianchi UNIVRSITÀ di BOLOGNA Dipartimnto Inggnria Industrial DIN Sistmi Macchin pr l nrgia l Ambint

2 La cognrazion: introduzion conctti di bas 2

3 La cognrazion produzion combinata, in un unico procsso, di nrgia lttrica/mccanica calor combustibil SISTMA COGNRATIVO nrgia lttrica nrgia mccanica??? autoconsumo AT/MT/BT immission in rt AT/MT/BT calor di scarto nrgia trmica pr usi civili/trziari (riscaldamnto, condizionamnto, acqua sanitaria) pr usi industriali (sia calor ch frddo pr il procsso produttivo) 3

4 Dfinizioni di gnrazion distribuita di piccola micro gnrazion Gnrazion distribuita: insim dgli impianti di gnrazion di potnza nominal infrior ai 10 MVA (Dlibra AG 328/07) Impianto di piccola/micro gnrazion un impianto pr la produzion di nrgia lttrica, anch in asstto cognrativo, con capacità di gnrazion non suprior a 1 MW o a 50 kw (D.Lgs. n 20 dl 8/2/2007) 4

5 Prstazioni di un cognrator c c rndimnto lttrico SISTMA COGNRATIVO t t t c rndimnto trmico tot c t t rndimnto total o cofficint di utilizzo dl combustibil 5

6 Confronto con la produzion sparata COGNRAZION PRODUZION SPARATA c cs = cs + cst cs cst SISTMA COGNRATIVO CNTRAL LTTRICA s CALDAIA ts t t IR PS cs cs c 1 s c t ts 1 s 1 t ts 6

7 Quadro normativo nazional pr la Cognrazion ad Alto Rndimnto (CAR) 7

8 Cognrazion ad Alto Rndimnto (CAR) Dcrto Brsani AG 42/ /8/C D.Lgs. 20/07 dcrti MS 4/8/2011 5/9/ april mar gn 2011 L unità di cognrazion ntrat in srcizio dopo il 1 gnnaio 2011 sono considrat CAR s rispondono ai rquisiti dl dcrto 4 agosto 2011 L unità di cognrazion ntrat in srcizio tra il 7 marzo 2007 il 31 dicmbr 2010 sono ammss ai bnfici dl dcrto 5 sttmbr 2011 s CAR oppur s riconosciut cognrativ scondo la dlibra AG 42/02 succssiv modifich d intgrazioni L unità di cognrazion ntrat in srcizio tra il 1 april 1999 il 7 marzo 2007 sono ammss ai bnfici dl dcrto 5 sttmbr 2011 s riconosciut cognrativ ai snsi dll norm applicabili alla data di ntrata in srcizio 8

9 Cosa c ra prima dl 2002: gli assimilabili all fonti rinnovabili Provvdimnto CIP 15/89 Sono assimilabili gli impianti di produzion combinata di nrgia lttrica calor qulli ch utilizzano calor di risulta, fumi di scarico d altr form di nrgia rcuprabil in procssi o impianti. Provvdimnto CIP 34/90 Sono assimilabili gli impianti il cui utilizzo dl combustibil, calcolato com rapporto tra la potnza util (somma dlla potnza lttrica ai morstti dl gnrator la potnza trmica nominal util dll impianto) la potnza nominal trmica immssa nll impianto attravrso combustibil fossil, risulti suprior a 0,53. Tal dfinizion si applica anch agli impianti a ciclo combinato gas vapor, nonché agli impianti utilizzanti scarti di lavorazion /o rifiuti /o biomass. IUC P Q t F 0, 53 9

10 Cosa c ra prima dl 2002: gli assimilabili all fonti rinnovabili Provvdimnto CIP 6/92 fissa la condizion tcnica di assimilabilità stabilndo ch un impianto è assimilato agli impianti ch utilizzano fonti di nrgia rinnovabili quando l indic nrgtico In vrifica la condizion In c t 0,9 c 1 0,51 1 0,51 c 0,51 ovvro IR 0 s 0, 51 ts 0, 90 10

11 Condizioni nrgtich pr la CAR Dlibra AG 42/02 D.Lgs. 20/07 (in vigor dal 01/01/2011, scondo D.M. 4/8/11 ) soddisfar una richista di calor util LT LTlim nrgia lttrica da cognrazion risparmiar combustibil IR IRlim PS PSlim 11

12 Soddisfacimnto di una richista di calor util Dlibra AG 42/02 D.Lgs. 20/07 (in vigor dal 01/01/2011, scondo D.M. 4/8/11 ) LT t t LT min Solo part dll nrgia lttrica prodotta vin riconosciuta com LTTRICITA DA COGNRAZION: Limiti sul LT min (aggiornati dalla dlibra 196/05 AG) < 10 MW Tra i 10 i 25 MW > 25 MW impianti a gas, gpl gasolio 0,33 0,22 0,15 Tutti gli altri 0,15 l lttricità gnrata in un procsso abbinato alla produzion di calor util 12

13 Calor util (scondo D.M. 4/8/11) smpi di calor util: calor utilizzato in procssi industriali calor utilizzato pr riscaldamnto o raffrscamnto di ambinti gas di scarico utilizzati dirttamnt pr ssiccar smpi di calor NON util: calor disprso da camini o dissipato in condnsatori o altri dispositivi di smaltimnto calor utilizzato pr il funzionamnto dll impianto di cognrazion calor sportato vrso altri siti ivi utilizzato pr produrr lttricità calor di ritorno all impianto di cognrazion ch produc acqua calda 13

14 Calor util (scondo D.M. 4/8/11) Nl caso di impianto di cognrazion ch produc vapor, il calor dll condns di ritorno è considrato calor util, può ssr incluso nl calcolo dgli indici nrgtici: da tal calcolo va sclusa, in qusto caso, la quantità di calor corrispondnt ad una portata massica di acqua ch si trovi alla tmpratura di 15 C, alla prssion di 1,013 bar, sia pari alla portata massica dl vapor 14

15 Calor util (scondo D.M. 4/8/11) 16 Nl caso di impianto di cognrazion ch produc vapor, il calor dll condns di ritorno è considrato calor util, può ssr 14 incluso nl calcolo dgli indici nrgtici: da tal calcolo va sclusa, in qusto 12 caso, la quantità di calor corrispondnt ad una portata massica di acqua ch si trovi alla tmpratura di 15 C, alla prssion 10 di 1,013 bar, sia pari alla portata massica dl vapor (ht - h15 C)/r [%] Tmpratura ritorno condns [ C]

16 Calor util (scondo D.M. 4/8/11) Nl caso di impianto di cognrazion ch produc vapor, il calor dll condns di ritorno è considrato calor util, può ssr incluso nl calcolo dgli indici nrgtici: da tal calcolo va sclusa, in qusto caso, la quantità di calor corrispondnt ad una portata massica di acqua ch si trovi alla tmpratura di 15 C, alla prssion di 1,013 bar, sia pari alla portata massica dl vapor. Pr l sol szioni di micro cognrazion snza circuiti dissipativi è consntito sostituir l misura dlla quantità di calor con una stima dlla stssa. La stima dv basarsi sui dati di potnza crtificati sulla misura, anch indirtta, dl numro di or di funzionamnto quivalnti dll unità durant il priodo di rifrimnto. 16

17 Calcolo dll lttricità da cognrazion (scondo D.M 4/8/11) tot t lim lim, cog, cog C t lim 0,80 0, 75 cicli combinati TV a condnsazion tutti gli altri

18 lttricità da cognrazion (scondo D.M 4/8/11) Il mancato risptto dlla condizion t lim comporta la virtual division dl sistma in du szioni: una cognrativa l altra di sola produzion lttrica c,cog,cog, c 18

19 Il fattor C (scondo D.M. 4/8/11) Il rapporto / t C ff : valor misurato nl priodo di rifrimnto, con rifrimnto al funzionamnto ral dll impianto ni priodi in cui lo stsso opra in rgim di cognrazion Il rapporto / t C prog : pr l unità cognrativ ntrat in srvizio da mno di un anno, pr l quali non siano disponibili dati misurati Il rapporto / t di bas C dfault coma da tablla: tipo di unità C (dirttiva 2004/8/C) C (valori GS) Ciclo combinato gas vapor 0,95 0,32 2,46 turbina a vapor a controprssion 0,45 turbina a vapor a condnsazion 0,45 0,18 0,25 turbina a gas con rcupro di calor 0,55 0,49 1,27 motor a combustion intrna 0,75 1,05 1, 73 19

20 Risparmio di combustibil Dlibra AG 42/02 D.Lgs. 20/07 (in vigor dal 01/01/2011, scondo D.M. 4/8/11 ) IR PS 1 s p c t ts IR 0,1 PS 0, 1 0 pr la piccola cognrazion (P < 1 MW) 20

21 La produzion lttrica sparata nlla 42/02 AG (aggiornata dalla dlibra 296/05 AG) s Rndimnti lttrici di rifrimnto in funzion di combustibil taglia Taglia di rifrimnto Gas natural, gpl, gasolio Olio combustibil, nafta Combustibili solidi fossili ptrolcok, orimulsion Rifiuti solidi organici, inorganici biomass TAR di raffinria 1 MW (38) >1 fino a 10 MW (40) >10 fino a 25 MW (43) >25 fino a 50 MW (46) (27) % >50 fino a 100 MW (49) (27) >100 fino a 200 MW (27) >200 fino a 300 MW (27) 28 (35) 40 >300 fino a 500 MW (27) 28 (35) 40 >500 MW (41) 43 (27) 28 (35) Nl caso di utilizzo di biogas, gas natural da giacimnti minori isolati, combustibili di procsso rsidui (ad cczion dl TAR di raffinria), η s = 35 % pr tutt l tagli di rifrimnto

22 La produzion lttrica sparata nl D.Lgs. 20/07 (scondo D.M. 4/8/11) s Rndimnti lttrici di rifrimnto in funzion solo dl combustibil 22

23 La produzion lttrica sparata nl D.Lgs. 20/07 (scondo D.M. 4/8/11) s Rndimnti lttrici di rifrimnto in funzion solo dl combustibil Tipo di combustibil CARBON FOSSIL COMBUSTIBILI A BAS DI LGNO BIOMASS AGRICOL.. PTROLIO, GPL BIOCARBURANTI GAS NATURAL GAS DI RAFFINRIA/IDROGNO BIOGAS Anno costruzion: ,2 33,0 25,0 44,2 44,2 52,5 44,2 42,0 da corrggr in funzion dll condizioni climatich: 23 Zona A (T md = 11,325 C): + 0,369 punti prcntuali Zona B (T md = 16,043 C): - 0,104 punti prcntuali

24 La produzion lttrica sparata nl D.Lgs. 20/07 (scondo D.M. 4/8/11) s Rndimnti lttrici di rifrimnto in funzion solo dl combustibil Tipo di combustibil CARBON FOSSIL COMBUSTIBILI A BAS DI LGNO BIOMASS AGRICOL.. PTROLIO, GPL BIOCARBURANTI GAS NATURAL GAS DI RAFFINRIA/IDROGNO BIOGAS Anno costruzion: ,2 33,0 25,0 44,2 44,2 52,5 44,2 42,0 da corrggr in funzion dll condizioni climatich: 24 Zona A (T md = 11,325 C): + 0,369 punti prcntuali Zona B (T md = 16,043 C): - 0,104 punti prcntuali

25 La produzion lttrica sparata nl D.Lgs. 20/07 (scondo D.M. 4/8/11) s I valori di η s si applicano pr 10 anni dall anno di costruzion dll unità di cognrazion Rndimnti lttrici di rifrimnto in funzion solo dl combustibil A partir dall undicsimo anno, si applicano, anno pr anno, i valori di η s rlativi a unità di cognrazion di 10 anni d tà Intrvnti di ammodrnamnto di costo suprior al 50 % dl costo di invstimnto di una nuova unità analoga, ai fini di η s, aggiornano l anno di costruzion all anno in cui è iniziata la produzion dll unità ammodrnata 25

26 Sconto pr l autoconsumo pr la produzion lttrica in mdia/bassa tnsion Dlibra AG 42/02 D.Lgs. 20/07 (in vigor dal 01/01/2011, scondo D.M. 4/8/11 ) p p im,im,im p ac,ac,ac P im p ac BT 0,957 0,935 MT 0,972 0,957 AT 1 0,972 p im p ac <0,4 kv 0,925 0,860 0,4-50 kv 0,945 0, kv 0,965 0, kv 0,985 0,965 >200 kv 1 0,985 26

27 La produzion trmica sparata: rndimnti di rifrimnto Dlibra AG 42/02 D.Lgs. 20/07 (in vigor dal 01/01/2011, scondo D.M. 4/8/11 ) ts,civ = 80 % ts,ind = 90 % diffrnziato tra civil industrial 27

28 La produzion trmica sparata: rndimnti di rifrimnto Dlibra AG 42/02 D.Lgs. 20/07 (in vigor dal 01/01/2011, scondo D.M. 4/8/11 ) ts,civ = 80 % ts,ind = 90 % diffrnziato tra civil industrial Gas natural con produzion di vapor o acqua calda ts = 90 % 28

29 inoltr Vcchi rgol (Dlibra AG 42/02) nrgia lttrica ntta: produzion di nrgia lttrica ntta di una szion di produzion combinata di nrgia lttrica calor è la quantità di nrgia lttrica lorda prodotta dalla szion nll'anno solar, diminuita dll nrgia lttrica dstinata ai srvizi ausiliari dlla szion dll prdit ni trasformatori principali Priodo di rndicontazion: anno solar NUOV RGOL (Dcrto MS ) nrgia lttrica lorda: La quantità di lttricità prodotta mdiant cognrazion è misurata ai trminali dl gnrator il consumo intrno pr il funzionamnto dll unità di cognrazion non vin sottratto. Alla produzion di nrgia non dv ssr sottratta l nrgia lttrica usata intrnamnt Priodo di rndicontazion: anno solar o di durata infrior pr utnz stagionali Pr la microcognrazion si parla di «valori crtificati» di «stima» invc ch misura dl calor L condns di ritorno vngono considrta com acqua a 15 C 29

30 Pso di consumi dgli ausiliari Dati in GWh

31 Pso di consumi dgli ausiliari Srvizi ausiliari/produzion lorda [%] 4 4 Dati in GWh

32 Pso di consumi dgli ausiliari Srvizi ausiliari/produzion lorda [%] 4 4 I consumi dgli ausiliari l prdit di trasformazion di una cntral di cognrazion a ciclo combinato standard sono circa il 2 3 % dll'nrgia lttrica lorda prodotta Dati in GWh

33 Pso di consumi dgli ausiliari IGCC - 2

34 Pso di consumi dgli ausiliari IGCC - 2 I consumi dgli ausiliari l prdit di trasformazion di una cntral di cognrazion IGCC sono circa il % dll'nrgia lttrica lorda prodotta

35 Pso di consumi dgli ausiliari La potnza installata in Italia in impianti IGCC è pari a circa 1600 MW (7 8 % dlla potnza dl parco cognrativo, paragonabil alla potnza dl parco cog. GD) IGCC - 2 I consumi dgli ausiliari l prdit di trasformazion di una cntral di cognrazion IGCC sono circa il % dll'nrgia lttrica lorda prodotta

36 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 tot = 0.75 tot = C = 0.75 LT=0.33 PS=0 IR=

37 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 tot = 0.75 tot = C = 0.75 LT=0.33 PS=0 IR=

38 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 100% dl total disponibil Rcupro trmico total

39 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 75% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 75 % dl total t t c,cog t,cog C prog

40 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 75% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 75 % dl total t C prog

41 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 75% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 75 % dl total

42 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 75% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 75 % dl total t C dfault

43 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 50% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 50 % dl total

44 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 50% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 50 % dl total t C prog

45 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 50% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 50 % dl total

46 Confronto 42/02 D.Lgs. 20/07 Piccola cognrazion a gas natural con MCI 100 % di autoconsumo in BT t ok D.Lgs. 20/07 42/02 ok 42/02 - rid.,cog D.Lgs. 20/07 ok 42/02 - no D.Lgs. 20/07 Com si posizionano i cognratori in commrcio (dati di targa) Rcupro Trmico 50% dl total disponibil Rcupro trmico pari al 50 % dl total t C dfault

47 Grazi pr l attnzion michl.bianchi@unibo.it