[BORGO VALSUGANA] Cogenerazione da biomassa legnosa. New energy group srl

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1 New energy group srl Cogenerazione da biomassa legnosa [BORGO VALSUGANA] Relazione preliminare per la realizzazione di un impianto di produzione di energia elettrica da biomassa cippata.

2 Spett.le oggetto: Relazione di presentazione del progetto di generazione energetica da biomasse Il presente documento costituisce lo studio di fattibilità inerente la possibilità di attivazione di un impianto di generazione energetica da fonti rinnovabili. Tutte le seguenti considerazioni vengono svolte a partire dal presupposto di una fornitura realizzata ad opera di New energy Group srl in partnership con la Turboden srl per la fornitura del turbogeneratore a ciclo ORC, tramite gassificazione di cippato legnoso, segatura e separato solido bovino con processo up-draft e riscaldamento dell olio diatermico. Lo studio di fattibilità analizza la possibilità tecnico ed economica dell attivazione del sistema di produzione energetica a partire dai dati preliminari forniteci e da dati di massima derivati dalle nostre esperienze o disponibili in bibliografia. Viene proposta anche una breve descrizione dell alea legale e normativa di riferimento indispensabile per procedere con sicurezza e certezza di diritto. Le informazioni fornite con il presente documento potranno subire variazioni all atto della stesura di successivi documenti in relazione alla presa in consegna di dati progettuali più aggiornati che consentano un migliore dimensionamento del sistema. Premessa Lo studio di fattibilità rappresenta la descrizione, le performances e lo scopo di fornitura per 2 linee di produzione di energia termica da 3400 kw cadauna, atti ad ottenere i 5400 kwt per 1 Mwe ai morsetti della turbina ORC. In considerazione della modularità degli impianti considerati è proponibile la costituzione di un impianto composto da 2 linee di produzione termica per facilitare le manutenzioni degli impianti senza dover mai arrestare la produzione elettrica che potrà funzionare a metà potenza senza perdere l efficienza in caso di brevi interruzioni di funzionamento di una dei 2 generatori termici o di breve mancanza di materiale combustibile necessario per far funzionare l intero sistema a piena potenza. Il generatore disponibile ed accoppiabile alle linee di gassificazione dispone di una potenza da 1000kWe. Il contesto legislativo e normativo I progetti di attivazione di produzione energetica da fonti rinnovabili risultano attività da condurre nel rispetto di quanto previsto dal D.Lgo 29 dicembre 2003, n. 387 (attuazione della direttiva 2001/77/CE relativa alla promozione dell energia elettrica prodotta da fonti 2

3 energetiche rinnovabili nel mercato interno dell elettricità) e Legge 23 agosto 2004, n. 239 Legge Marzano (Riordino del settore energetico, nonché delega al Governo per il riassetto delle disposizioni vigenti in materia di energia). Anche se in ambito nazionale sono da citare i decreti ministeriali 11 novembre 1999 e 18 marzo 2002 che considerano le opere per la realizzazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili, nonché le opere connesse e le infrastrutture indispensabili alla costruzione e all esercizio degli stessi impianti, sono dichiarate di pubblica utilità e considerate indifferibili e urgenti.. il contesto legislativo a cui riferirsi nell ambito di un progetto di attivazione di un sistema di produzione energetica da rinnovabili può essere come di seguito elencato, a partire dalla D.Lgs. 22/97 detta Ronchi sino all ultimo Disegno di Legge di giugno 2006: Disegno di Legge 8 giugno liberalizzazione dei settori dell' energia elettrica e del gas naturale e per il rilancio del risparmio energetico e delle fonti rinnovabili, in attuazione delle direttive comunitarie 2003/54/CE, 2003/55/CE e 2004/67/CE Decreto Legislativo n.152 del 03/04/06 materia ambientale Decreto Ministeriale 06/02/06 - incentivazione fotovoltaico Decreto Ministeriale 24/10/05 - teleriscaldamento Decreto Ministeriale 24/10/05 - rinnovabili Decreto Ministeriale 28/07/05- incentivazione fotovoltaico Decreto Ministeriale 20/04/05 risparmio energatico Legge n.239 del 23/08/04 (Marzano) - Riordino del settore energetico, nonche' delega al Governo per il riassetto delle disposizioni vigenti in materia di energia Decreto Legislativo n.387 del 29/12/03 attuazione della direttiva 2001/77/CE sulla promozione dell energia elettrica prodotta da fonti rinnovabili Decreto dell'agenzia del Demanio del 27/11/03 Delibera CIPE 123 del 19/12/02 revisione linee guida per la riduzione delle emissioni dei gas serra Legge n.120 del 01/06/02 - Ratifica ed esecuzione del Protocollo di Kyoto Decreto Ministeriale del 18/03/02 - direttive per l'attuazione delle norme in materia di energia elettrica da fonti rinnovabili di cui al D.Lgs.16 marzo 1999, n. 79 Decreto Ministeriale del 11/11/99 - direttive per l'attuazione delle norme in materia di energia elettrica da fonti rinnovabili di cui al D.Lgs.16 marzo 1999, n. 79 DPCM 03/09/99 - disposizioni in materia di valutazione dell'impatto ambientale Decreto Legislativo n.79 del 16/03/99 (Bersani) - attuazione direttiva 96/92/CE, direttiva recante norme comuni per il mercato dell energia elettrica Decreto Legislativo n.22 del 05/02/97 (Ronchi) materia ambientale Valenza ambientale Il Dlgs 3 aprile 2006, n. 152 sostituisce a partire dal 29 aprile 2006 (data della sua entrata in vigore) la maggior parte delle preesistenti norme in materia ambientale, mediante la loro espressa abrogazione. Le materie interessate sono: valutazione di impatto ambientale e valutazione ambientale strategica difesa del suolo e tutela delle acque gestione dei rifiuti e bonifica dei siti inquinati tutela dell'aria e riduzione delle emissioni in atmosfera risarcimento del danno ambientale La gestione di talune biomasse è ricompresa anche nel DM 5 febbraio 1998 e nel DPCM 8 marzo 2002 (Individuazione dei rifiuti non pericolosi sottoposti alle procedure semplificate di recupero ai sensi degli articoli 31 e 33 del decreto legislativo 5 febbraio 1997, n. 22). Valenza in termini di cessione energia elettrica Da considerare in tema di cessione di energia elettrica, oltre le elencate D.Lgs.387/03 e Legge 239/04, le deliberazioni n. 168/03, 34/05, 165/05 e 281/05 dell Autorità per l energia elettrica e il gas (AEEG) che stabiliscono le condizioni con cui essa deve 3

4 avvenire. per la valutazione delle condizioni economiche per la cessione di energia elettrica. In effetti ai sensi del D.Lgs 387/03, art, 13 commi 3 e 4 e comma 41 della Legge 239/04 è necessario che il produttore di energia elettrica presenti una esplicita richiesta al gestore di rete a cui l impianto è collegato entro la fine del mese precedente a quello in cui inizierà il ritiro dell energia elettrica (con effetto formale dal 1 luglio 2006). Ai sensi del D.Lgs 387/03, art, 13 commi 3 e 4 e comma 41 della Legge 239/04 il gestore di rete a cui l impianto è collegato ritira: l energia elettrica prodotta dagli impianti di potenza inferiore a 10 MVA (potenza apparente nominale), qualunque sia la fonte l energia elettrica prodotta dagli impianti, di potenza qualsiasi, alimentati dalle fonti rinnovabili eolica, solare, geotermica, del moto ondoso, maremotrice ed idraulica, limitatamente, per quest ultima fonte, agli impianti ad acqua fluente le eccedenze prodotte dagli impianti, anche di potenza uguale o superiore a 10 MVA, alimentati da fonti assimilate o da fonti rinnovabili purchè nella titolarità di un autoproduttore, come definito all art. 2, comma 2, del D.Lgs. 79/99 La delibera 34/05 AEEG ha previsto anche semplificazioni, ai fini del dispacciamento in immissione, per tutti gli impianti che possono cedere le proprie immissioni al gestore di rete a cui l impianto è collegato. Tali semplificazioni che esonerano dall obbligo di presentazione dei programmi e dagli oneri di sbilanciamento si applicano con le seguenti modalità: esonero dall obbligo di stipula del contratto di dispacciamento in immissione per gli impianti di potenza nominale elettrica fino a 1 MW esonero dall applicazione della componente CCT (capacità di trasporto) per gli impianti di potenza nominale elettrica fino a 1 MW applicazione della componente CCT ridotta linearmente per gli impianti alimentati dalle fonti rinnovabili di potenza nominale elettrica superiore a 1 MW e fino a 5 MW la definizione di un valore medio mensile, anziché orario, per la componente CCT da applicarsi agli impianti di potenza inferiore a 10 MVA Da considerarsi pure i decreti MICA 11/11/99 e successivo MAP 18/3/02 citati nel seguito per l emissione dei Certificati Verdi. Valenze autorizzative urbanistiche Vanno inoltre considerate le norme a carattere ambientale generale (DPR 203/98) e urbanistico (piani regolatori, piani paesaggistici, regolamenti edilizi). parco nazionale; riserva naturale statale; parco naturale interregionale; parco naturale regionale; riserva naturale regionale; zona umida di importanza internazionale; zona di protezione speciale (ZPS); zona speciale di conservazione (ZSC); altre aree naturali protette. Valenze comunitarie In ambito comunitario la direttiva 2001/77 riprende gran parte delle linee di azione già indicate nel Libro Verde adottato dalla Commissione Europea nel novembre 2000, stabilendo una nuova ed univoca definizione di biomassa, come la parte 4

5 biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui provenienti dall agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali) e dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani. Il contesto economico L analisi generale del contesto economico qui presentata è intenzionalmente limitata alle opportunità di generazione di ricavi economici derivanti dall attivazione di sistemi di produzione energetica privati da fonti rinnovabili. Nei casi specifici normalmente i ricavi economici sono costituiti da tre principali voci: a) dalla vendita della quota parte di energia elettrica risultante dalla differenza tra il totale dell energia prodotta e la quota utilizzata in auto-consumo (in luogo dell energia elettrica ora acquistata dal distributore locale a prezzi di mercato). La vendita è possibile configurandosi il Committente come produttore ai sensi del D.Lgo n. 387, 29 dicembre 2003, Legge n. 239, 23 agosto 2004 Marzano e delibere e norme relative. Di fatto il Committente potrà rendere disponibile una quota dell energia elettrica prodotta (detratto l autoconsumo) sul mercato al prezzo indicato nel seguito del documento nell ambito dei periodi di funzionamento effettivo del sistema e quindi in equivalente di energia elettrica totale. La quota di energia elettrica destinata all autoconsumo, e solo essa, deve esser dichiarata in quanto assoggettata a tassazione (0,0136 euro/kw). Esiste infatti l obbligo della denuncia dell impianto all agenzia delle dogane (per UTF) per l ottenimento della licenza di officina elettrica (costo 24 euro/anno). Inoltre, nei riguardi della quota di energia ceduta, è possibile un suo utilizzo presso utenze aziendali collocate in ambiti geografici diversi da quelli di produzione, stipulando opportuni contratti con i distributori sul libero mercato. b) dalla valorizzazione dei certificati verdi emessi ai sensi del decreto MICA 11/11/99 e successivo MAP 18/3/02. Con la riforma del sistema elettrico anche il meccanismo della promozione dell'utilizzo delle fonti rinnovabili è stato profondamente modificato, con l'introduzione dell'obbligo per i produttori e gli importatori di energia elettrica di immettere nella rete di trasmissione energia "verde", cioè prodotta da Impianti Alimentati da Fonti Rinnovabili (IAFR). La normativa attuale ha assegnato al GRTN (GSE, Gestore dei Servizi Elettrici) il compito di qualificare gli impianti di produzione alimentati da fonti rinnovabili, una volta accertato il possesso dei requisiti previsti in base al decreto MICA 11/11/1999, al decreto MAP 18/3/2002 ed al decreto legislativo n. 387 del 29 dicembre 2003 che fornisce precisazioni per la regolamentazione della produzione da fonti rinnovabili e del relativo sistema di promozione ed incentivazione con Certificati Verdi. In particolare, possono ottenere la qualificazione IAFR gli impianti entrati in esercizio successivamente al 1 aprile 1999 a seguito di nuova costruzione, potenziamento, rifacimento totale o parziale, riattivazione e gli impianti che operano in co-combustione entrati in esercizio prima del 1 aprile La qualificazione degli impianti alimentati da fonti rinnovabili è necessaria per poter riconoscere successivamente al produttore, a determinate condizioni, una quota di Certificati Verdi proporzionale all'energia prodotta. Ogni Certificato Verde in base alla Legge n. 239 del 23 agosto 2004 (Legge Marzano) - corrisponde oggi a 50 MWh. Il prezzo di riferimento individuato dal GRTN per i certificati verdi per l anno 2006 è pari a 125,28 /MWh (al netto dell IVA del 20%). Ciò significa che in base alla quantità di energia elettrica prodotta si potranno richiedere un corrispettivo numero di certificati verdi corrispondenti ad un determinato valore economico complessivo in seguito alla loro cessione su libero mercato. 5

6 c) dall utilizzo o cessione di quota parte dell energia termica prodotta nel processo, valorizzabile come risultato della differenza tra l energia termica totale e quella utilizzata dal sistema stesso, tipicamente per l essicazione della biomassa. L energia termica resasi disponibile potrà essere utilizzata per gli usi industriali tipici delle lavorazioni adottate dal Committente. In buona sostanza si genererà un ricavo indiretto per la quota parte di evitato uso di impianti di produzione calore alimentati da fonti convenzionali. La legislazione permetterebbe la richiesta dei cosiddetti certificati bianchi o TEE (titoli efficienza energetica) relativi alla produzione di energia termica, ma non contemporaneamente a quella per i certificati verdi. In considerazione della maggiore valorizzazione economica di questi ultimi essi normalmente sono quelli considerati nel computo dei ricavi economici. I valori economici minimi garantiti per la cessione dell energia elettrica, ai sensi della Deliberazione 34/05 AEEG per gli impianti di potenza elettrica nominale sino ad 1 MW, definita come la massima potenza attiva espressa in MW e calcolata moltiplicando la potenza apparente nominale in MVA per il fattore di potenza nominale, sono funzione della sua quantità annua e si esprimono con i prezzi indicati nel seguito, validi per l anno 2006: 95,65 euro/mwh sino ai kwh/anno 80,54 euro/mwh da kwh/anno a kwh/anno 70,48 euro/mwh da kwh/anno a kwh/anno Oltre i kwh/anno è garantito lo stesso prezzo di cessione determinato dall Acquirente Unico ( prezzo unico indifferenziato per fasce orarie ) secondo le stesse modalità di cui all articolo 30, comma 30.1, lettera a) del Testo integrato ex Legge 387/03 e della delibera AEEG n. 34/05 art. 4, comma 2. Il riferimento economico minimo cautelativo che proponiamo in adozione corrisponde a 60,00 euro/mwh. Nei riguardi dei Certificati Verdi il produttore di energia da fonte rinnovabile ha diritto al tale incentivo per un periodo di 12 anni (ai sensi del D.lgo 3 aprile 2006, n.ro Gazzetta Ufficiale N. 88 del 14 Aprile 2006) al valore completo del 100% per tutta la sua durata. L emissione a proprio beneficio dei CV può avvenire dietro richiesta e a preventivo durante, e solo per il primo anno di produzione in base ai valori stimati di produzione elettrica per l anno in corso con termine al 31 dicembre. In effetti quindi i CV sono richiedibili dal momento dell avvio della produzione sino alla fine dell anno, periodo in cui sarà eseguito il conguaglio. Negli anni successivi la determinazione dei valori produttivi avverrà con cadenza annuale. Di seguito si propone una tabella con le variazioni subite dal prezzo di riferimento dei CV e le quantità d obbligo ed emissione di CV da parte dei privati nel periodo I CERTIFICATI VERDI Valori certificati verdi pubblicati dal GRTN Anno di riferimento Valore certificati verdi [euro/mwh] Periodo di validità , , , , (fonte GRTN) Quantità d'obbligo ed emissioni di certificati verdi da parte di privati 6

7 Anno di riferimento Quota obbligo Quantità soggetta ad obbligo [GWh] Quantità CV emessa da privati [GWh] ,35% (*) (*) % 3.893, , % 3.461, , % 3.254,6 914 (fonte GRTN) - (*) Stima previsionale GRTN Indicazioni generali Si prevede l accumulo e una parziale essicazione preliminare della biomassa legnosa fino al raggiungimento di una umidità inferiore al 40% tramite fermentazione ed asciugatura naturale o tramite utilizzo di parte dell energia termica residua disponibile a valle della produzione elettrica. L alimentazione prevista è costituita da circa 1950 kg/h di cippato fornito al 40% di umidità ( kcal/h) per un totale di 5,4 MW/h termici. L impianto è in grado di trattare materiali con grado di umidità superiore, dell ordine del 50-55%. In fase di progettazione di dettaglio verranno definiti un punto di progetto ed una specifica combustibile, eventualmente anche tramite ricorso a campagne di caratterizzazione chimico-fisica della biomassa disponibile.(analisi di umidità e potere calorico) Il progetto prevedere l attivazione di 2 linee di lavoro uguali aventi in comune la vasca di raccolta del cippato (o altro sistema di raccolta e stoccaggio) da cui lo stesso è recuperato mediante tramoggia/nastro e parzialmente essiccato prima della immissione in caldaia. 7

8 Generatore termico L impianto proponibile risulta basato su un sistema di gassificazione up-draft particolarmente compatto e semplice nel suo funzionamento. Tutto il sistema è controllato elettronicamente mediante PLC a garanzia di massima efficienza e sicurezza operativa. Tutti i componenti sono a marchio CE. Dalla vasca comune di raccolta del cippato si dipartono le 2 linee di produzione termica. La quantità del combustibile sempre presente nella vasca deve consentire una autonomia di operatività all impianto per almeno due/ tre giorni. Il presente studio considera disponibile sul sito la necessaria quantità di cippato/ separato. Nel caso la biomassa legnosa sia presente sotto diversa forma, in tronchi per esempio, sarà necessaria l introduzione delle valutazioni sui costi per poter provvedere alla cippatura con macchine di capacità variabile a seconda del loro impiego temporale (tipicamente tra i 80 e i 120 m3/h). Ciascuna delle linee produttive prevede l iniziale caricamento del combustibile mediante pala gommata direttamente verso un silos nel quale è possibile, tramite pavimento riscaldato ed eventualmente ventilazione di aria calda, in grado di garantire la parziale essicazione del cippato al giusto grado di umidità (dal 55% al 35-40% all atto del caricamento del gassificatore) e successivamente l alimentazione del gassificatore in modo dosato elettronicamente in funzione della segnalazione retroazionata dalle misure effettuate sulla quantità e qualità della combustione. Il gassificatore è di tipo up-draft ottimizzato nel dimensionamento e nelle forme e volumi interni per la quantità e qualità di energia termica da produrre a partire dalla specifica biomassa utilizzata e dall esigenza di alimentazione dello scambiatore. Anche se ogni operazione è sottoposta al controllo elettronico del PLC la disponibilità del sistema, la sua durevolezza e le garanzie di qualità offerte sono riferibili in modo particolare all accuratezza del dimensionamento e alla scelta dei materiali impiegati. L elettronica di sistema è in grado di garantire un valore aggiunto in termini di controllo continuo delle prestazioni e predittività degli eventi. 8

9 Il gas di sintesi prodotto viene incendiato immediatamente tramite aria secondaria e terziaria opportunamente regolata da plc e sonda lambda e va ad irraggiare lo scambiatore verticale ad olio diatermico. Ogni emissione in atmosfera è costantemente monitorata così come ogni funzione del sistema sia di generazione termodinamica che elettrica. La zona filtraggio dei fumi di scarico prodotti è realizzata a partire da un doppio stadio costituito da un ciclone per l abbattimento delle polveri più grossolane associato ad un filtro a maniche, che garantisce ridotte emissioni di polveri sottili (< 20 mg/nm3). Il turbogeratore orc accoppiato è in grado di generare energia elettrica secondo i parametri previsti dalla normativa e dai regolamenti vigenti. Il quadro elettrico associato al motogeneratore prevede tutti gli strumenti di manovra e misura richiesti, oltre al sincronizzatore indispensabile per le operazioni di attacco e sgancio in parallelo alla rete elettrica del di distributore. La configurazione dell impianto prevede poi l inserimento di una cabina di trasformazione BT/MT che permetta di gestire il punto di consegna verso il distributore trasferendo l energia elettrica prodotta, detratto l autoconsumo, compatibilmente con le norme vigenti (regolamenti DK 5100, DK 5600 e DK 5740 di Enel Distribuzione). La cabina sarà corredata di tutti gli apparati necessari alle manovre e alle misure obbligatorie per legge. Tra questi i contatori necessari per la certificazione dell energia prodotta e ceduta alla rete ai fini della sua contabilizzazione economica (UTF) e del calcolo del quantitativo di certificati verdi da far emettere a proprio favore. Le ceneri prodotte vengono raccolte in appositi contenitori. La loro percentuale sul totale della biomassa introdotta è molto ridotta (0,9-1,2%) in funzione sia della biomassa trattata che della particolare configurazione di impianto. 9

10 Dati di funzionamento Si considera l utilizzo del sistema di gassificazione quale generatore di gas di medio potere calorifico con parziale recupero termico. Combustibile utilizzato cippato di legno con umidità al 40% Portata sull umido 1890 kg/h Potere calorifico inferiore (PCI) kcal/kg Tenore ceneri sul tal quale 1,2% Caratteristiche emissioni ottenute (dati all uscita del filtro a maniche, 11% di ossigeno) MONOSSIDO DI CARBONIO < 150 mg/nmc POLVERI TOTALI < 20 mg/nmc OSSIDI DI AZOTO < 200 mg/nmc OSSIDI DI ZOLFO < 200 mg/nmc Ogni altro dato tecnico su bilancio energetico e di massa sarà fornito in sede di sviluppo del progetto definitivo. GASSIFICATORE 3400 KW (potenza al focolare) Gassificatore della potenzialità di 3400kw costruito in struttura portante di acciaio e cemento refrattario (ossido di allumina) con spessore di 25 cm interno. Realizzato in mattonelle refrattarie, garantisce una durata molto lunga e non è sottoposto alle rotture tipiche delle caldaie con volte in mattoni refrattari dovute alla dilatazione termica e all usura del tempo. Il refrattario a 1000 c, e il limitato volume del bruciatore, permettono di gassificare velocemente il materiale e garantiscono un funzionamento ottimale dell impianto.il processo di gassificazione si attiva dopo la prima accensione, una volta raggiunti gli 800 c, e prosegue automaticamente per tutta la durata del funzionamento con la possibilità di accensioni e spegnimenti della caldaia senza interrompere il processo. Provvisto di sonda di temperatura al suo interno che permette inviando i dati al plc di controllo, di regolare il funzionamento e controllare la permanenza della temperatura di gassificazione anche in fase di stand- by per assicurare che il processo non venga interrotto. Dotato di accensione automatica tramite resistenze elettriche che vengono attivate dal plc in caso di bassa temperatura di gassificazione in fase di riaccensione dopo un periodo di stand- by del funzionamento. 10

11 Specifica combustibile Si considera di utilizzare quale combustibile del cippato di legno con caratteristiche conformi allo standard de facto G50 (G50 W40 secondo la norma austriaca ONORM M 7133) in attesa della ratifica dello standard a livello europeo CEN 335. Pezzatura del cippato ai sensi della norma ÖNORM frazione grossolana max 20% frazione principale dal 60% al 100% frazione fine (incluse le polveri) max 20% Massa totale 100% Classi dimensionali del cippato G 30 G50 G100 sezione trasversale max cm lunghezza max cm2 8, diametro nominale della maglia del setaccio grande* mm 16 31,5 63 diametro nominale della maglia del setaccio medio* mm 2,8 5,6 11,2 diametro nominale della maglia del setaccio fine* mm *si intende la dimensione del cippato che passa attraverso un vaglio avente fori quadrati con lato in mm pari a quelli indicati. Il contenuto idrico non deve superare il 40% (W40). Le norme tengono in considerazione i seguenti parametri: percentuale delle grandezza delle parti componenti contenuto massimo in umidità potere calorico inferiore (PCI) massimo contenuto in ceneri Il cippato risulta disponibile in stoccaggio comune prima dell utilizzo finale. La biomassa legnosa utilizzata deve essere intesa come pulita. In particolare modo, nel rispetto della normativa e per il tipo di iter autorizzativi ipotizzato, è escluso l utilizzo, anche se in quantità limitate, di materiali quali ad esempio: Legname da demolizione edile, pannelli truciolati rivestiti, legna impregnata o verniciata Altre biomasse contenenti metalli pesanti, sostanze acide e/o aggressive, sostanze tossico-nocive Nel combustibile non devono trovarsi sostanze reputate tossiche che le leggi,norme o decreti locali ne vietino l utilizzo in impianti termici come quello considerato Nel caso nel presente documento non venga esplicitamente definito un limite per una o più sostanze e/o elementi, la limitazione viene fissata dalle normative vigenti nel luogo di installazione dell impianto Il combustibile deve presentarsi alla ricezione e durante il periodo di stoccaggio in ambiente adeguato Sostanza Quantità Grandezza sostanze organiche alogenate 0,1 % massa di Cl elementare sostanze organiche tossiche (p.e. PCB) 3 ppm sostanze solforate 0,1 % massa di S elementare Arsenico 1 ppm cadmio (Cd) 1 ppm 11

12 cromo (Cr) 10 ppm rame (Cu) 30 ppm mercurio (Hg) 0,1 ppm manganese (Mn) 40 ppm nichel (Ni) 4 ppm piombo (Pb) 10 ppm zinco (Zn) 5 ppm PCDD/PCDF 0,1 ng TEQ/Kg QUADRO ELETTRICO DI POTENZA CON REGOLAZIONE SONDA LAMBDA: PLC di controllo per: rilevazione temperatura caldaia; rilevazione temperatura gassificatore; rilevazione depressione caldaia; rilevazione temperatura fumi; rilevazione e analisi dei dati relativi alle emissioni rilevate dalla sonda Lambda. Regolazione del carico del materiale in 3 fasi di funzionamento: accensione, funzionamento, spegnimento; Inverter per il funzionamento modulante della coclea di carico del materiale; Inverter per il funzionamento dei ventilatori primari, secondari, e di aspirazione fumi i Controllo e regolazione dell aria di combustione primaria, secondaria; Controllo e regolazione dell aspirazione fumi con mantenimento di una pressione costante all interno della camera di combustione attraverso la misurazione in continuo effettuata da un deprimometro. Controllo della combustione con unità di misurazione, supervisione e analisi in continuo di ossigeno. Controllo dell avvenuta accensione della caldaia analizzando le temperature fumi e gassificatore. Controllo di sicurezza di minima e massima temperatura al camino con arresto in caso di valori limite. Uscita per collegamento a computer che permette la visualizzazione dei dati in continuo e l eventuale invio tramite linea web a terzi. 12

13 SISTEMA DI TELECONTROLLO DELL IMPIANTO Ingegnerizzazione Architettura software su PLC / PC / PANNELLO OPERATORE in grado di gestire correttamente la caldaia a biomassa con le automazioni e i controlli forniti. Fornitura e installazione di una applicazione SERVER su PC (fornitura non compresa) piattaforma windows, in grado di generare dinamicamente delle pagine con i dati raccolti ed in particolare la parametrizzazione della caldaia stessa. Come avviene localmente dal pannello operatore; L applicazione software fornita sarà modulare e quindi espandibile in futuro, per l eventuale ampliamento del sistema con altre caldaie di uguale tipologia e/o altre apparecchiature da telegestire.; L applicazione di telegestione sarà in grado di: Visionare su PC lo stato di tutti gli ITEM dislocati in campo, mediante layout animati e con colori dedicati ad ogni singolo stato; Visionare e variare i parametri di funzionamento della caldaia, sia quelli di uso comune che quelli dedicati al manutentore, nonché quelli dedicati all installatore. Tutto questo protetto da pass-word di accesso ai vari livelli; Visualizzazione allarmi e warning; Editazione di parametri temporali; Gestione dei livelli di accesso divisi per funzionalità e mansione; Permettere l accesso alle funzionalità selezionate dalla pass-word immessa anche da postazioni remote con l utilizzo di Microsoft Explorer o Browser simililari. Quindi gestibile da qualsiasi punto dove ci sia un PC ed una linea telefonica. Gestire Allarmi, messaggi SMS. Cioè inviare gli allarmi attivi tramite messaggi SMS o . Essere gestito tramite Smart-phone (telefono palmare) con interfaccia web, in modalità GPRS o simile. In caso di accettazione dell offerta, in fase operativa verranno create delle pagine grafiche, per la funzionalità della supervisione, che saranno da Voi accettate e/o commentate. 13

14 FILTRAZIONE FINALE FUMI filtro a maniche per la depurazione garantita delle polveri al di sotto dei 20 mg/m3 (descrizione dettagliata e schemi sarànno forniti su richiesta) Stoccaggio e movimentazione combustibile Lo stoccaggio combustibile serve a realizzare l autonomia di funzionamento dell impianto senza obbligatoriamente richiedere l approvvigionamento continuativo della biomassa. Permette inoltre di creare un tampone tra produzione di cippato e generaatore, rendendo di fatto l esercizio delle due componenti autonomo una all altra. Lo stoccaggio riguarda la disponibilità di cippato e deve avvenire in modo da evitare problemi di biodegradabilità dovuta all eventuale presenza di umidità in eccesso. In considerazione della tipologia di combustibile lo stoccaggio avviene in fossa dotata sul fondo di estrattore. La fossa può essere caricata direttamente per accesso con pala meccanica. Prescindendo dal dimensionamento delle fasi precedenti di lavorazione della biomassa legnosa di seguito si forniscono i dati per dimensionare la fossa del cippato per l alimentazione delle linee di lavoro. Quantità necessaria di combustibile Tenendo conto dei seguenti dati 1 kwtermico prodotto richiede 0,35 kg di cippato al 40% di umidità 2 linee richiedono quindi circa 1700 kg/h di cippato al gassificatore. Il quantitativo richiesto dall impianto ammonta sull umido (50%) a 1875 kg/h di cippato e 700 kg/h di separato bovino, disponibilità da garantire 24H/giorno, 7 giorni/settimana. Portata combustibile da stoccare: kg/h Densità media ( 280 kg/mst) 6,75 m3/h Autonomia richiesta > 60 ore Volume da stoccare > 405 m3 Dimensioni vasca (o altro contenitore): Lunghezza 12 mt; larghezza 12 mt; altezza 4 mt tot

15 Operazioni di cippatura Non vengono stimati i costi indotti dalle operazioni di coppatura presupponendo la disponibilità di cippato già pronto. Essiccazione Il processo di essiccazione si sviluppa in due fasi. La prima riguarda la perdita di contenuto idrico durante le fasi di stoccaggio del materiale. Il cippato e il separato accumulati grazie alla ventilazione naturale presente all interno della tettoia coperta ma aperta sui lati e alla fermentazione naturale dei prodotti perderanno una piccola quantità di umidità. La seconda fase è attivata nella fossa di accumulo e di carico automatico del combustibile nella quale sarà presente un pavimento riscaldato e la possibilità di insufflare aria caldai prodotta con l energia termica residua presente in quantità elevata a valle della produzione elettrica. Cogeneratore ORC Descrizione dell impianto Il calore prodotto da una fonte calda è trasferito indirettamente mediante un circuito ad olio diatermico al modulo ORC. Il modulo ORC genera energia elettrica e termica a bassa temperatura mediante un ciclo termodinamico chiuso secondo il principio dell Organic Rankine Cycle (ciclo Rankine con fluido organico). Nel processo ORC, progettato come un ciclo chiuso, il fluido di lavoro organico è: 1) preriscaldato in un rigeneratore 2) preriscaldato ed evaporato mediante scambio termico con olio diatermico 3) espanso in una turbina che aziona un generatore 4) raffreddato (ancora in fase di vapore) in un rigeneratore che ha anche la funzione di preriscaldare il fluido organico (incrementando quindi l efficienza elettrica grazie ad un recupero di calore interno al ciclo) 5) condensato in uno scambiatore in cui cede calore al circuito dell acqua dell utenza termica 6) pompato alla pressione di esercizio richiesta dal ciclo dalla pompa del fluido di lavoro Il funzionamento del modulo ORC è completamente automatico e non necessita di nessuna supervisione da parte del personale, sia nelle normali condizioni di esercizio che nelle procedure di emergenza. In caso di malfunzionamento il modulo ORC viene scollegato dalla rete elettrica. La progettazione del modulo verrà eseguita in accordo con lo stato dell arte e degli Standard Europei e delle leggi vigenti. La progettazione e il dimensionamento di tutti i componenti e le tubazioni sarà realizzato in rispetto degli standard PED1 e AD. L impianto sarà progettato e accettato in accordo con i vigenti Standard Europei (PED2 97/23/CE e direttive macchina) e sarà marcato CE. Il Venditore dovrà sostenere i costi relativi a tutti i controlli necessari, inclusi costi per gli esperti. 15

16 Se le autorità locali richiederanno ulteriori controlli o accettazioni rispetto a quelli previsti dagli Standard Europei (PED, AD, PED3 97/23CE), i costi derivanti dovranno essere sostenuti dall Acquirente. Eventuali ispezioni e controlli periodici previsti dagli Standard Europei o dalle autorità locali non saranno in carico al Venditore. La potenza elettrica nominale è la potenza elettrica misurata ai morsetti del generatore, ottenuta in condizioni di carico nominale e costante, meno i consumi di tutti gli ausiliari relativi al modulo ORC. La fornitura consiste nella consegna di un completo modulo ORC pronto all uso, premontato in tre telai. I telai sono progettati al fine di evitare carichi concentrati sulle fondamenta. La struttura del sistema dei componenti è scelta in modo da assicurare un funzionamento efficiente e sicuro dell impianto e semplici procedure di manutenzione. Il modulo è equipaggiato con prese e punti di rimozione adatti alla rimozione di eventuali fuoriuscite di fluido di lavoro dall impianto. Se è necessario un serbatoio per la raccolta delle fuoriuscite di fluido, il contenitore e le tubature fra questo e i punti di rimozione saranno forniti dall Acquirente. La fornitura contiene tutti gli altri componenti di sistema necessari a garantire un perfetto funzionamento dell impianto. Preriscaldatore circuito AT e BT Nel pre-riscaldatore dell ORC il fluido organico è preriscaldato tramite uno scambiatore di calore con l olio diatermico. Progettate in accordo con PED, materiali acciaio al carbonio, tipo di scambiatore fascio tubiero. dimensioni delle flange ingresso/uscita dell olio diatermico: DN 150/50 rating delle flange ingresso/uscita dell olio diatermico : PN 25/40 basate sulle norme DIN2634 pressione di progetto (lato olio diatermico): 0 / 13 bar rel. pressione di progetto (lato fluido organico): -1 / 19 bar rel. temperatura di progetto (lato olio diatermico): -10 / +340 C temperatura di progetto (lato fluido organico): -10 / +340 C Evaporatore Nell evaporatore del ciclo ORC il fluido di lavoro organico viene vaporizzato ricevendo calore dall olio diatermico. L evaporatore è dimensionato e testato in accordo con gli standard europei PED. Progettate in accordo con PED, materiali acciaio al carbonio, tipo di scambiatore fascio tubiero. dimensioni delle flange ingresso/uscita dell olio diatermico DN 200 rating delle flange ingresso/uscita dell olio diatermico PN 25 basate sulle norme DIN2634 pressione di progetto (lato olio diatermico) 0 / 13 bar rel. pressione di progetto (lato fluido organico) -1 / 19 bar rel. temperatura di progetto (lato olio diatermico) -10 / +340 C temperatura di progetto (lato fluido organico) -10 / +340 C Rigeneratore 16

17 Lasciando la turbina, il vapore del fluido organico preriscalda il fluido organico appena passato attraverso la pompa attraverso scambio di calore nel rigeneratore. Una grande parte dell energia termica contenuta nel vapore esausto dalla turbina (eccetto il calore di condensazione) sarà utilizzato per pre-riscaldare il fluido di lavoro allo stato liquido. Il rigeneratore lavora sotto pressione ed è dimensionato e testato in accordo con gli standard europei PED. Progettate in accordo con PED. Materiali Rame Tipo di scambiatore a pacco alettato Pressione di progetto (lato liquido organico): -1 / 19 bar rel. Pressione di progetto (lato vapore organico): -1 / 6 bar rel. Temperatura di progetto (lato liquido organico): +21 / +300 C Temperatura di progetto (lato vapore organico): +21 / +340 C Condensatore Nel condensatore il vapore del fluido organico viene condensato cedendo calore al circuito dell acqua. Il condensatore è sotto pressione ed è dimensionato e testato in accordo con gli standard europei PED standards. Progettate in accordo con PED, materiali acciaio al carbonio, tipo di scambiatore fascio tubiero. Dimensioni delle flange ingresso/uscita dell acqua: DN 200 Rating delle flange ingresso/uscita dell acqua: PN 16 Basate sulle norme DIN2633 Pressione di progetto (lato acqua): 0 / 16 bar rel. Pressione di progetto (lato fluido organico): -1 / 6 bar rel. Temperatura di progetto (lato acqua) -9 C / C Temperatura di progetto (lato fluido organico) +21 C / +340 C Turbina Nella turbina il vapore del fluido organico viene espanso. Grazie alle caratteristiche termodinamiche del fluido organico, il vapore che lascia la turbina è surriscaldato (vapore secco). Il controllo di sovra-velocità della turbina è ridondate. La turbina è dimensionata per avere una velocità nominale corrispondente alla velocità nominale del generatore prescelto, e può quindi essere connessa direttamente al generatore mediante giunto elastico. Grazie a questo tipo di logica, possono essere evitati i cali di rendimento e i lavori di manutenzione dovuti alla presenza di un riduttore di giri. La turbina è equipaggiata con le seguenti componenti. Equipaggiamento tecnico: - interruzione di flusso, temperatura dell olio nei serbatoi dell olio, temperatura dell olio nel circuito dell olio di lubrificazione all uscita dei cuscinetti, temperatura dell olio nel circuito di lubrificazione dell olio alle guarnizioni d uscita, livello dell olio nel serbatoio dell olio. - valvola di intercettazione in caso di sovra-velocità. Caratteristiche tecniche: - Cuscinetti: cuscinetti a sfera con sistema di lubrificazione ad olio - Tenute: tenuta meccanica - Velocità nominale c.a rpm 17

18 Generatore Il generatore elettrico fornito è asincrono 3 fasi: Potenza nominale 999 kw 400V Il generatore elettrico è direttamente collegato alla turbina tramite un giunto elastico ed è progettato come generatore a 2 poli, 3 fasi in accordo con gli standard IEC. Il generatore elettrico fornito è asincrono, quindi adatto per funzionare esclusivamente in parallelo con una rete esistente ed è progettato per una rete da 50 Hz. Il generatore è equipaggiato con i seguenti componenti: Equipaggiamento tecnico: - controllo di temperatura delle bobine dello statore (fase 1, fase 2, fase 3) - controllo di temperatura dei cuscinetti del rotore - raffreddatore del generatore (raffreddato ad aria) Pompa d'alimentazione del fluido di lavoro La pompa d'alimentazione del fluido di lavoro è azionata da un motore trifase e controllata da un convertitore di frequenza al fine di avere un controllo ottimale e di ridurre al minimo possibile gli autoconsumi. Si prega di osservare che è richiesto un pozzo profondo 3 metri per alloggiare la pompa del fluido di lavoro. Tipo di pompa Centrifuga multistadio Tenute Doppia tenuta meccanica Cuscinetti Cuscinetti a sfera con sistema di lubrificazione ad olio Tipo di regolazione a carico parziale Inverter Velocità nominale c.a rpm Sistema di verifica della tenuta L impianto ORC comprende un sistema di controllo continuo di verifica della tenuta al fine di verificare le perdite del fluido di lavoro organico durante il funzionamento dell impianto. Il sistema controlla tutte le connessioni delle flange all interno del ciclo del fluido organico che potrebbe essere sotto pressione (considerando tutte le possibili condizioni di lavoro) in funzione della loro tenuta. Nel caso di emissioni di fluido organico il sistema rivela immediatamente queste emissioni, ferma automaticamente l impianto e disconnette il modulo dalla rete. Il sistema di verifica è impostato al 15% al di sotto del limite inferiore di esplosività e il sistema di circolazione dell aria è costruito in modo di evitare la formazione di scintille causate da cariche statiche, componenti elettrici o ventilatori. Il sistema, inoltre, espelle le perdite di fluido diluite in aria (se presenti) fuori dalla stanza del modulo ORC. Quadri elettrici Per quanto riguarda la progettazione dei quadri elettrici, dovranno essere rispettate le regole IEC. Gli schemi elettrici saranno spediti all Acquirente in tempo prima della costruzione. Le componenti elettriche del sistema di controllo sono facilmente reperibili sul mercato europeo. I quadri elettrici sono installati a bordo al fine di limitare la trasmissione di segnali d errore e perdite di energia nei cavi a basso voltaggio. I quadri elettrici includono: - Interruttore di parallelo alla rete (equipaggiato con controllo di sovra corrente) 18

19 - Protezione del generatore Turboden - Protezione dei motori - Controllo elettronico di sovra velocità turbina - Controllo elettromeccanico di sovra velocità turbina - Controllo vibrazioni di turbina, generatore, pompa di alimento - Controllo di sovra pressione - Controllo ausiliari di fase - Analizzatore di rete Cablaggio Il cablaggio interno del modulo ORC all interno delle interfacce elettriche è compreso nello scopo della fornitura. Fanno eccezione le cave nell edificio per il passaggio dei cavi alla pompa del fluido di lavoro che saranno realizzate dall Acquirente. Il cablaggio verrà eseguito in accordo con gli standard IEC. Il cablaggio di potenza entrante per i quadri di controllo, i segnali d interfaccia e le uscite di potenza saranno responsabilità dell Acquirente a partire dal collegamento ai terminali nei quadri del modulo ORC. Controllo e regolazione Il funzionamento dell impianto ORC verrà automaticamente controllato da un PLC che adatta il funzionamento automatico al variare delle condizioni dell alimentazione (variazioni in temperatura e portata lato olio diatermico e in quello acqua). Il PLC è basato su sistema Siemens Simatic. Inoltre i dati operativi interni ed esterni saranno misurati e monitorati. L impianto sarà automaticamente ed immediatamente fermato quando i dati esterni (per esempio rete non disponibile, bassa temperatura dell olio diatermico, ecc) o interni (per esempio alta pressione nel condensatore, sovra-velocità della turbina, ecc) si troveranno al di fuori dell intervallo consentito. La fermata automatica dell impianto nel caso di malfunzionamenti sarà assicurata da un monitoraggio indipendente dei parametri rilevanti attraverso catene elettromeccaniche, anche nel caso di un malfunzionamento del PLC. Il controllo del PLC è indipendente dall acquisizione dati e dal sistema di visualizzazione. L impianto ORC è equipaggiato con misuratori di potenza ed energia elettrica al fine di misurare la potenza lorda prodotta dal generatore come pure gli autoconsumi dell intero impianto. 19

20 SISTEMA DI CONTROLLO Controllo remoto Il controllo remoto dell impianto, dovrà essere realizzato tramite linea ADSL con un indirizzo IP fisso. Sistema di acquisizione dati e visualizzazione Verrà consegnato un sistema di acquisizione dati SCADA basato su un PC con schermo LCD da 19. Questo sistema è connesso al PLC attraverso un interfaccia Profibus. Il sistema funziona in maniera completamente indipendente dal controllo del PLC. Il PC del sistema di visualizzazione verrà installato nella stanza di controllo dell impianto. Al fine di ottimizzare la trasmissione dei segnali al PLC, la lunghezza del cavo di connessione tra il PLC e il PC di visualizzazione non dovrà essere più lunga di 50 metri. Il sistema include le seguenti funzioni: 1. Visualizzazione dell impianto sullo schermo in grafica a colori. 2. Visualizzazione dei componenti di sistema in dettaglio. 3. Visualizzazione delle condizioni dell impianto (per esempio in funzione, malfunzionamento, allarmi, ecc.) 4. Visualizzazione di allarmi in una finestra separata. 5. Visualizzazione di valori analogici in forma digitale e in forma di curva (trend). 6. Salvataggio automatico dei più importanti valori analogici. I valori registrati possono essere visualizzati in diagrammi storici. L intervallo di tempo di visualizzazione del diagramma è completamente regolabile (da circa 10 secondi a 30 giorni). 7. Registrazione automatica nel computer di malfunzionamenti e allarmi ed inclusione in una lista di allarmi. E possibile avere un controllo ed una diagnosi remota. Per questo una connessione ADSL con indirizzo IP fisso deve essere fornita dall acquirente. Caratteristiche del Personal Computer: Parametri misurati e mostrati: Temperature: - Olio diatermico in ingresso all evaporatore - Olio diatermico fra evaporatore e preriscaldatore - Olio in uscita dal preriscaldatore - Olio diatermico in ingresso al circuito BT (se presente) - Olio diatermico in uscita al circuito BT (se presente) - Acqua in ingresso al condensatore - Acqua in uscita al condensatore - Acqua in ingresso al generatore (se presente raffreddamento ad acqua) - Acqua in uscita al generatore (se presente raffreddamento ad acqua) - Vapore di fluido organico in uscita dal surriscaldatore - Vapore di fluido organico in uscita dall evaporatore - Liquido di fluido organico in ingresso all evaporatore - Vapore di fluido organico in ingresso al rigeneratore - Vapore di fluido organico in uscita dal rigeneratore - Liquido di fluido organico in uscita dal condensatore - Liquido di fluido organico in ingresso al circuito BT (se presente) - Liquido di fluido organico in uscita dal circuito BT (se presente) - Cuscinetti anteriori del generatore - Cuscinetti posteriori del generatore 20

21 - Avvolgimento dello statore del generatore fase 1 - Avvolgimento dello statore del generatore fase 2 - Avvolgimento dello statore del generatore fase 3 - Fluido di raffreddamento cuscinetti - Fluido di raffreddamento tenute turbina - Fluido di lubrificazione di tutti i sistemi di lubrificazione richiesti - Fluido di raffreddamento di tutti i sistemi di lubrificazione richiesti Pressioni: - Vapore di fluido organico in uscita dall evaporatore - Vapore di fluido organico al condensatore - Livello del fluido di lavoro misurato nel condensatore - Velocità della turbina - Vibrazioni della turbina - Posizione delle valvole della turbina - Elenco dei malfunzionamenti: tutti i malfunzionamenti saranno registrati, con tipo di malfunzionamento, data e ora dell avvenimento. Descrizione dell istruzione del personale locale Dopo l avviamento dell impianto sarà effettuato un primo corso della durata di circa 2 ore, rivolto al personale indicato dall Acquirente. Il corso informerà su operazioni di esercizio e semplici manutenzioni necessarie durante il periodo di prova precedente l accettazione e risponderà alle domande riguardanti il manuale operativo. Il corso sarà tenuto in italiano o inglese dai tecnici responsabili delle operazioni di avviamento. Al momento del trasferimento di proprietà dell impianto (accettazione) sarà effettuato un secondo corso di un giorno rivolto al personale indicato dall Acquirente. Il corso consisterà in : - una descrizione dell impianto ORC e dei suoi componenti - l esposizione dei metodi per la ricerca e la riparazione dei guasti nei componenti del modulo ORC in collaborazione con il personale tecnico Turboden connesso via modem - l esposizione dei metodi per la verifica dei dati operativi sul sistema di supervisione - una risposta alle eventuali domande relative al primo periodo di esercizio dell impianto riguardante il modulo ORC ed i suoi componenti. Nel caso non sia possibile coprire tutti gli argomenti in un solo giorno, un secondo giorno di corso verrà programmato. Il corso sarà tenuto nella lingua della nazione in cui è installato l impianto. Limiti di fornitura Biomassa alla ricezione Aria compressa Acqua industriale Antincendio Emissioni gassose Scarichi solidi (ceneri e polveri) Energia elettrica consumata Energia elettrica prodotta Segnali cippato secondo quanto descritto interno a fornitura un punto nei limiti di impianto da normativa in camino interno a fornitura sulle bocche di scarico filtri su morsettiera a bordo quadro, interno a fornitura connessione MT Enel tutti su quadro di controllo 21

22 Manutenzione Tutti le fasi dei piani di manutenzione (giornale d impianto e conduzione, libri giornale, manutenzioni operativa, intermedia e principale, revisioni) saranno oggetto di specifica in sede di progettazione esecutiva. I costi inerenti la manutenzione sono inseriti nel business plan allegato. Il contratto PLUS prevede, in caso di adesione, la totale copertura di intervento manutentivo full service per la durata di 15 anni (7.500 ore/anno). Considerazioni a seguito di sopralluogo Si rimandano le considerazione a sopralluoghi effettuati. Tali considerazioni riguardano il posizionamento degli impianti, la logistica di alimentazione, il grado di compatibilità ambientale, le possibilità di connessioni esterne per cessione di energia elettrica ed eventualmente di energia termica in teleriscaldamento, la presenza di coperture. New energy group srl p.zza Degasperi Borgo Valsugana (tn) Telefax 061/ info@negsrl.com Sito web: 22