La rete degli impianti di teleriscaldamento. Hanspeter Fuchs, Matteo Zandonai SEV-SYNECO 2 INFO SYNGAS, Montichiari

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1 La rete degli impianti di teleriscaldamento Hanspeter Fuchs, Matteo Zandonai SEV-SYNECO 2 INFO SYNGAS, Montichiari

2 Storia Associazione Biomassa (adesso SEV- UEAA) Da Consorzio Biomassa (Biomasseverband) a: Unione Energia Alto Adige (Südtiroler Energieverband) Unione Energia Alto Adige Figura tra le più vecchie e rinomate associazioni promotrici delle centrali termiche in Italia. E socio indipendente di AEBIOM, l associazione di biomassa europea. L Italia è l unico paese europeo rappresentato da ben due soci. L obiettivo: promuovere gli interessi di tutti i produttori di energia da fonti rinnovabili. Nel autunno del 2011 la Federazione Energia Raiffeisen (REV) e l associazione Biomassa Alto Adige si sono fuse dando origine all unione Energia Alto Adige Dal 2013 è socio di SYNECO Srl, per una cooperazione ottimale nell offerta di servizi di consulenza, progettazione e richiesta TEE ai propri associati 2

3 Storia Associazione Biomassa (adesso SEV- UEAA) Da Consorzio Biomassa a Unione Energia Alto Adige Dalla recente fusione è nata un organizzazione forte che riunisce la maggior parte degli gestori degli impianti di teleriscaldamento, i gestori di impianti idroelettrici e i gestori delle reti, in più una parte dei gestori di impianti fotovoltaici Il consorzio serve: ca Utenze con energia elettrica ca Utenze di calore con impianti di teleriscaldamento a biomassa ca persone raggiunte dai servizi (elettrici o termici) (Confronto: Abitanti in Alto Adige ca ) 3

4 Attività Associazione Biomassa Sostegno, consulenza e formazione dei soci e degli utenti finali Sostegno, funzione di rappresentanza Organizzazione periodica di corsi di formazione per tecnici e gestori su temi attuali come per esempio: l ottimizzazione di teleriscaldamenti, nuove leggi, tecnice innovative, Newsletter quattro volte all anno per tecnici e gestori Newsletter due volte all anno per utenti finali Elaborazione e gestione di progetti per lo sviluppo tecnico ed economico dei soci, come: -Campagna di sensibilazzione per l utilizzo di legna locale; -Progetto per lo stoccaggio ottimale del cippato; -Smaltimento centralizzato delle ceneri; -Progetto banch marking ; 4

5 Impianto di teleriscaldamento - vantaggi Utilizzo di risorse locali Tecnologia a zero emissioni CO ² (attualmente t CO ² /a) Basso livello di altre emissioni Efficienza superiore del 20-30% rispetto alla somma di sistemi di riscaldamento individuali Combinazione con altri servizi (ITC, telecomunicazione) Maggiore stabilità dei prezzi Effetto positivo sull economia locale 5

6 Impianti TLR in AA centrali termiche in Alto Adige Attualmente sono in funzione 71 Impianti di teleriscaldamento in Alto Adige Di cui 44 sono associati all Unione Energia Alto Adige. La maggior parte degli Impianti produce solo calore. 20 producono anche corrente elettrica o si stanno ampliando per produrre corrente elettrica. 7 impianti sono ibridi a biomassa e metano L Alto Adige ha 116 comuni, di cui attualmente circa la metà vengono forniti con energia a biomassa 6

7 Impianti TLR in AA Tipologia di Impianti Solo Calore Valles Solda Monguelfo- Villabassa Vandoies Verano Feichter Naturno La Villa Plan Sesto Anterselva Sarentino F.lli Gruber Nova Ponente Antermeia Racines di Dentro Colle Isarco Selva dei Molini Rainer Prato alla Drava Funes San Valentino a.m. Bressanone Telfholz Renon Obereggen Falzes Terento Cogenerazione Prato allo Stelvio Dobbiacco/San Candido Val d Ultimo Brunico Lasa Vipiteno Laces Versciaco Campo Tures Valle Aurina Silandro Resia Slingia Sluderno Valdaora Rasun Terlano Chiusa 7

8 I numeri del teleriscaldamento in Alto Adige Dati 2012 Energia termica venduta Quota di ET prodotta da biomassa Quota di ET prodotta in cogenerazione Lunghezza rete di teleriscaldamento 659 GWhth 88% 28% 790 km 8

9 Impianti TLR in Alto Adige 9

10 Effetti sulla qualità ambientale 10

11 Effetti sulla qualità ambientale Studio sull effetto ambientale dell impianto di TLR di Brunico (cogenerativo) 11

12 Biomassa legnosa situazione in Alto Adige Riscaldamenti a biomassa in provincia AA nel 2012 N impianti Consumo biomassa [t] consumo biomassa [ms] ImpiantiTLR Piccoli impianti privati TOTALE (di cui 35% da fuori AA) (di cui 35% da fuori AA) 12

13 Impianti Tecnologia funizionamento di un teleriscaldamento Centrale a biomassa Temperature acqua calda: C Rendimento combustione: 90% Forni a griglia 13

14 Impianti tecnologia componenti fondamentali di un teleriscaldamento rete + sottostazioni Sottostazione ca. 250 kw Sottostazione 15 kw 14

15 Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento 15

16 Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento Sviluppo Progetto SVILUPPO DI UN PIANO DI FATTIBILITA : 1. Disponibilità biomassa 2. Rilievo fabbisogno di calore nella zona (casa per casa) tramite questionari o canali simili 3. Intenzione degli utenti ad allacciarsi in TLR Fondamentale aspetto, che spesso non viene preso con dovuta cosiderazione disponibilità locale del cippato 16

17 Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento Sviluppo Progetto - Esempio raccolta dati calore + sensibilizazzione 17

18 Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento Sviluppo Progetto Scenari di fattibilità Esempio Teleriscaldamento Esempio Microrete Definizione dei limiti di rete 18

19 Fattibilità di un rete di Teleriscaldamento Sviluppo Progetto valutazioni economiche Esempio business plan Risultato dello studio di fattibilità è la base sulla quale il Comune/la cooperativa può prendere le decisioni future 19

20 Gestione del Teleriscaldamento Certificati Bianchi I Certificati Bianchi sono dei Titoli (di Efficienza Energetica) che attestano il risparmio di energia primaria di origine fossile, misurato in Tonnellate di Petrolio Equivalente (tep), ottenuto da un determinato intervento di efficientamento energetico, realizzato in particolari settori civili (ed industriali) regolamentati dai Decreti 20 Luglio 2004 e successive integrazioni e modificazioni. Prezzo attuale: 100 /tep 20

21 Ottimizzazione impianti Ottimizzazione del circuito secondario 21

22 Ottimizzazione impianti Ottimizzazione del circuito secondario Hotel Olympia - Brunico (mese gennaio) consumazione gennaio totale consumazione gennaio <35 consumazione gennaio consumazione gennaio L`ottimizzazione del circondario secondario é stata effettuata nel

23 Ottimizzazione impianti Ottimizzazione del circuito secondario Caratteristiche Temperature dell acqua di ritorno < 55 C Sfruttamento intelligente del calore Diminuzione del consumo di energia elettrica per sistemi di ricircolo Vantaggi Bonus per temperature dell acqua di ritorno < 55 C Malus per temperature > 55 C 23

24 Ottimizzazione impianti Cogenerazione Rispetto alla produzione separata delle stesse quantità di energia elettrica e calore, la produzione combinata, se efficace, comporta: un risparmio economico conseguente al minor consumo di combustibile; una riduzione dell'impatto ambientale, minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico nazionale, conseguenti alla localizzazione degli impianti; 24

25 Ottimizzazione impianti Cogenerazione con ciclo termico ORC Funzionamento Il calore disponibile dalla combustione della biomassa viene ceduto tramite uno scambiatore di calore (1) ad uno speciale fluido di lavoro facendolo evaporare e trasformandolo in un gas ad alta pressione. Il calore estratto dal condensatore potrà essere utile per altri processi locali (teleriscaldamento, essicazione biomasse, cooling) L espansione di questo gas provoca la rotazione dell albero di una turbina (2) accoppiata ad un generatore che produce elettricità. All uscita della turbina il fluido di lavoro ancora sottoforma di gas finisce in un condensatore (3), dove cede il calore in eccesso condensa ritornando liquido. Una piccola pompa (4) rinvia il fluido allo scambiatore chiudendo il ciclo. Rendimento elettrico complessivo ca % 25

26 Ottimizzazione impianti Cogenerazione con gassificazione 4 1. Pirolisi del legno 2. Ossidazione paarziale del gas per fornire l energia per il processo 3. Gassificazione del carbone 4. Utilizzo del Syngas in un motore a combustione interna Rendimento elettrico complessivo ca %; Syngas Aria Cenere + Carbone 26

27 Conclusioni L esperienza ventennale dell Alto Adige (circa 70 impianti di teleriscaldamento e/o cogenerazione in funzione) permette di affermare che: la realizzazione di centrali TLR a biomassa legnosa in zone non metanizzate consente la riduzione dell emissione globale di ANIDRIDE CARBONICA e, a livello locale, di POLVERI rispetto alla situazione pregressa (caldaie domestiche a gasolio/legna) Il controllo delle emissioni delle centrali é molto piú frequente e completo rispetto a quello che é possibile effettuare sulle singole caldaie domestiche La successiva (o contestuale) implementazione di sistemi di cogenerazione abbinati a sistemi di accumulo termico consente l ulteriore riduzione dell emissione globale di ANIDRIDE CARBONICA (per la produzione combinata di energia elettrica) e, a livello locale, di MONOSSIDO DI CARBONIO E COMPOSTI ORGANICI VOLATILI (per il funzionamento particolarmente piatto a regime costante ed ottimale del forno di combustione a biomassa) 27

28 Conclusioni La diffusione di sistemi di cogenerazione negli impianti esistenti in AA é significativa, ma non predominante (calore cogenerato: 28% del totale prodotto) Fino ad oggi si sono dotati di impianti di cogenerazione le centrali piú grandi e tendenzialmente con sistemi ORC di taglia medio-grande (0,6-1 MW elettrici, corrispondenti a produzioni combinate di calore pari a 3-4 MW termici) La grande maggioranza delle centrali é a servizio di reti medio-piccole e con utenze prevalentemente civili, per cui l implementazione di sistemi cogenerativi di grande taglia comporterebbe la dissipazione di calore per molti mesi all anno (condizione di esercizio poco sostenibile e disincentivata dal decreto ministeriale ) Al fine di massimizzare l utilizzo effettivo del calore cogenerato, i sistemi cogenerativi che potranno essere convenientemente installati in centrali di TLR esistenti dovranno essere caratterizzati da una potenza utile (all acqua ) nel range: 0,2-1 MW termici 28

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