RECUPERO ENERGETICO DAGLI IMPIANTI DI RIGASSIFICAZIONE: UTILIZZO DEL FREDDO PER LA TRASFORMAZIONE E LA CONSERVAZIONE DI PRODOTTI AGRO-ALIMENTARI

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Margherita Grimaldi
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1 Università degli Studi di Enna KORE Facoltà di Ingegneria e Architettura RECUPERO ENERGETICO DAGLI IMPIANTI DI RIGASSIFICAZIONE: UTILIZZO DEL FREDDO PER LA TRASFORMAZIONE E LA CONSERVAZIONE DI PRODOTTI AGRO-ALIMENTARI Antonio Messineo Trieste, 4 Dicembre 2010

RIGASSIFICAZIONE: UTILIZZO DEL FREDDO PER LA TRASFORMAZIONE E LA

2 Domanda Mondiale di Energia Primaria La domanda mondiale di energia viene soddisfatta essenzialmente dalle seguenti fonti: Petrolio; Gas naturale; Carbone; Nucleare; Idroelettrico.

3 Domanda Mondiale di Energia Primaria

4 Share del Gas nella Domanda Mondiale di Energia Primaria

5 Scenario Energetico Italiano I combustibili fossili (petrolio, carbone, gas naturale) soddisfano l 85% circa della richiesta mondiale di energia. La situazione italiana è ancor più sbilanciata nei confronti dei combustibili fossili. L Italia presenta una situazione energetica più difficile rispetto ad altri Paesi in quanto: non dispone di apprezzabili giacimenti di combustibili fossili; le fonti idroelettriche sono modeste; non dispone di impianti nucleari.

La situazione italiana è ancor più sbilanciata nei confronti dei combustibili fossili.

6 Italia Domanda Gas e Approvvigionamento (bcma) Altro* ~ 86 3 ~ 90 ~77 Termo 32 Industriale 20 Residenziale 31 ~10 ~ 3 Consumo Produzione Nazionale GNL GN Importazione: 89% della domanda * Agricoltura e pesca, usi non energetici, etc. 96% import tramite gasdotto

Produzione Nazionale GNL GN Importazione: 89% della domanda *

7 Scenario Energetico Italiano Attualmente il gas naturale copre in Italia quasi un terzo del fabbisogno energetico. L attuale produzione nazionale è purtroppo abbastanza modesta in confronto ad una domanda in costante aumento. Dipendiamo dall estero per gran parte dei nostri consumi. Un Paese privo di fonti energetiche non può avere una fonte preferenziale di energia e deve diversificare il più possibile le sue fonti di approvvigionamento ed i Paesi dai quali si approvvigiona. La migliore fonte di energia rinnovabile è costituita dal risparmio energetico.

Dipendiamo dall estero per gran parte dei nostri consumi.

8 Scenario Energetico Italiano Nei Paesi industrializzati, circa il 15% dell energia elettrica viene impiegata per il condizionamento dell aria e la refrigerazione. Se vogliamo diminuire la nostra dipendenza energetica dall estero, dobbiamo perseguire una politica di risparmio energetico e di recupero di energia là dove ciò è possibile. Ad esempio negli impianti di rigassificazione è possibile recuperare ingenti quantità di freddo che si possono utilizzare per diverse applicazioni.

Se vogliamo diminuire la nostra dipendenza energetica dall estero, dobbiamo perseguire una politica di risparmio

9 Italia Infrastrutture di importazione gas esistenti Paesi Bassi e Norvegia Transitgas (Eni) 20 bmc Russia TAG (Eni) 36,5 bmc 7,4% 9,9% 6% 35,6% Panigaglia (Eni) 3,5 bmc 12,1% 29,1% Transmed (Eni) 32,5 bmc Algeria Green stream (Eni) 8 bmc Algeria Paesi Bassi Libia Russia Norvegia Altri Libia

35,6% Panigaglia (Eni) 3,5 bmc 12,1% 29,1% Transmed (Eni) 32,5 bmc

10 Nuovi progetti per infrastrutture gas in Italia Trieste LNG (8 bcm) Gas Natural Rovigo LNG (8 bcm) Adriatic LNG Monfalcone LNG (8 bcm) E.On Livorno LNG (3,7 bcm) OLT Energy Toscana, ASA Livorno, E.On, Golar, Iride Rosignano LNG (8 bcm) BP, Edison, Solvay Brindisi LNG (8 bcm) BG Igi (8 bcm) Edison, Depa Greece Galsi (8 bcm) Sonatrach, Edison, Enel, Hera, Regione Sardegna Algeria Gioia Tauro LNG (12 bcm) LNG Medgas Terminal Taranto LNG (8 bcm) Gas Natural Priolo LNG (8 bcm) Erg, Shell Porto Empedocle LNG (8 bcm) Enel Gasdotto LNG (costruzione) LNG (sviluppo)

On, Golar, Iride Rosignano LNG (8 bcm) BP, Edison, Solvay Brindisi LNG (8 bcm) BG Igi (8 bcm) Edison, Depa Greece Galsi (8 bcm) Sonatrach,

11 La rigassificazione del GNL Il processo di rigassificazione dell LNG avviene in impianti di tipo modulare per far fronte ad una vasta gamma di richieste. La maggior parte dei processi di rigassificazione viene realizzata in impianti ubicati sulle coste ove si ha grande disponibilità di acqua di mare che viene utilizzata come fluido scaldante per rigassificare l LNG.

La maggior parte dei processi di rigassificazione viene realizzata in impianti ubicati

12 Utilizzo del freddo del GNL nella rigassificazione Coltivazioni a bassa temperatura Celle di surgelazione e frigorifere GNL Dissalazione acque Liquefazione dell aria Produzione di CO 2 Azoto liquido Ossigeno liquido Argon liquido CO 2 liquida Surgelazione alimenti Trattamento acqua Ghiaccio secco Catering Trattamento con ozono Produz. di cibi surgelati Vendita di cibi surgelati Trattamento in sistemi di depurazione a fanghi attivi

Argon liquido CO 2 liquida Surgelazione alimenti Trattamento acqua Ghiaccio secco Catering Trattamento con

13 Utilizzo del freddo del LNG nella rigassificazione Produzione di acqua dolce da acqua marina per congelamento: Si basa sul principio che l acqua di mare congelando separa il ghiaccio puro dai sali; Per portare avanti questo processo è necessario disporre di enormi quantità di freddo; Il processo diventa fattibile nel momento in cui si dispone di enormi quantità di freddo come ad esempio nel caso dei rigassificatori.

portare avanti questo processo è necessario disporre di enormi quantità di freddo; Il processo diventa

14 Utilizzo del freddo del LNG nella rigassificazione Acqua salmastra Congelamento Lavaggio del ghiaccio Energia Salamoia concentrata Fusione del ghiaccio Acqua desalinizzata Sistema di rimozione del calore

Energia Salamoia concentrata Fusione del ghiaccio

15 Sistema per la produzione di acqua dolce da acqua marina per congelamento

16 Utilizzo del freddo del LNG nella rigassificazione Lo sviluppo a valle di un terminale di rigassificazione può determinare significativi vantaggi nei seguenti settori: Impianti per la lavorazione di derrate agricole; Impianti per la trasformazione di prodotti di origine animale; Impianti per la lavorazione di prodotti ittici; Conservazione di derrate alimentari fresche; Conservazione di prodotti surgelati.

lavorazione di derrate agricole; Impianti per la trasformazione di prodotti di origine animale;

17 Utilizzo del freddo prodotto dagli impianti di rigassificazione per la catena del freddo Restando nel settore agro-industriale la disponibilità di freddo a basso costo può favorire la creazione di un polo di trasformazione e stoccaggio in grado di: Assorbire picchi di produzione in mancanza di sbocchi commerciali competitivi; Favorire una adeguata valorizzazione dei prodotti agricoli; Evitare lo spreco di significativi volumi di produzione agricole dovuti alla mancanza di adeguati sistemi di conservazione; Costituire un anello fondamentale della catena del freddo.

produzione in mancanza di sbocchi commerciali competitivi; Favorire una adeguata valorizzazione dei prodotti agricoli; Evitare lo spreco di

18 Utilizzo del freddo in una zona industriale nelle vicinanze del rigassificatore

19 Impianto di rigassificazione del GNL per il recupero del freddo OR KE1 KE2 KE3 CU CU1, CU2 Unità Open Rack funzionante ad acqua di mare Evaporatore 1 tipo Kettle: temperatura -25 C, -30 C (Etano/Fluido secondario) Evaporatore 2 tipo Kettle: temperatura -15 C, -25 C (Etano/Fluido secondario) Evaporatore 3 tipo Kettle: temperatura 5 C, -15 C (Etano/Fluido secondario) Preriscaldatore etano: temperatura -80 C, -35 C Scambiatori di calore EP GTEP GT EG SWP ET Pompa etano Turbina di bassa pressione Turbina di potenza (Pel = 3MW) Generatore elettrico Pompa acqua di mare Etano

secondario) Evaporatore 3 tipo Kettle: temperatura 5 C, -15 C (Etano/Fluido secondario) Preriscaldatore etano: temperatura -80 C, -35 C

20 Sistema per il trasferimento e l utilizzo del freddo nelle industrie agro-alimentarialimentari

21 Ciclo della anidride carbonica per il trasporto e l utilizzo del freddo R744 P [b bar] C 0 C -35 C C -45 C -50 C 6 1 0,2 0,4 0,6 0, h [kj/kg]

22 Tratto di linea che va dal collettore principale all'impianto di ciascuna azienda

23 Aspetti energetici ed ambientali correlati all uso del freddo degli impianti di rigassificazione Al fine di valutare il risparmio di energia e la riduzione di emissioni serra connessi con l utilizzo del freddo prodotto dagli impianti di rigassificazione, è stata calcolata l energia annua primaria richiesta da un magazzino frigorifero. Prendiamo in considerazione un magazzino frigorifero di m 3 adibito alla conservazione di gelati e di prodotti surgelati. L energia elettrica annua richiesta, ai nostri climi per la conservazione delle derrate, può essere stimata in 60 kwh/m 3 anno. Pertanto l energia necessaria per assicurare le condizioni ottimali di conservazione dei prodotti è pari a kwh/anno.

24 Aspetti energetici ed ambientali correlati all uso del freddo degli impianti di rigassificazione Se essa viene prodotta per via termoelettrica, l energia primaria che dovrà fornire il combustibile, tenendo conto di un rendimento complessivo di trasformazione, trasmissione e distribuzione pari a 0,34, ammonta a kwh/anno, pari a tep/anno. In termini economici, il recupero energetico del freddo proveniente dal processo di rigassificazione potrebbe portare ad una sostanziale riduzione della spesa annua di , avendo considerato un prezzo medio dell energia elettrica pari ad 0,11 per kwh.

25 Aspetti energetici ed ambientali correlati all uso del freddo degli impianti di rigassificazione Poiché le emissioni di CO 2 per la produzione di elettricità nel nostro Paese vengono stimate in 0,50 Kg/kWh, l esercizio di un magazzino frigorifero di m 3 che utilizza il freddo ottenuto da un processo di rigassificazione dell LNG, consente una riduzione di emissioni di CO 2 pari a t/anno. Un ulteriore vantaggio deriva dalla minor quantità di energia a bassa temperatura che deve essere riversata nel pozzo termico costituito dal bacino marino in prossimità del rigassificatore, con indubbi vantaggi sull equilibrio dell ecosistema esistente.

26 Conclusioni Gli impianti di rigassificazione consentono di attuare il recupero di parte dell energia spesa. L energia recuperata, sotto forma di freddo, può contribuire in aree con problemi di approvvigionamento idrico alla produzione di acqua dolce. L energia recuperata, sotto forma di freddo, può contribuire in aree vocate per le attività agroalimentari alla creazione di poli di trasformazione e conservazione di prodotti agroalimentari. Ricadute positive per l ambiente in armonia con il Protocollo di Kyoto e successive Regolamentazioni.

27 Grazie

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