Le prospettive della microcogenerazione

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1 Le prospettive della microcogenerazione Polygen Verona, 16 maggio 2008 Dario Di Santo - FIRE

2 Cos è la FIRE La Federazione Italiana per l uso Razionale dell Energia è un associazione tecnico-scientifica che promuove per statuto l efficienza energetica in tutte le sue forme. Oltre alle attività rivolte ai soci, la FIRE opera su incarico del Ministero dello Sviluppo Economico per gestire le nomine e promuovere il ruolo degli energy manager nominati ai sensi della legge 10/91. La Federazione collabora con le Istituzioni, la Pubblica Amministrazione e varie Associazioni per diffondere l uso efficiente dell energia ed opera a rete con gli operatori di settore e gli utenti finali per individuare e rimuovere le barriere di mercato e per promuovere buone pratiche. 2

3 Energia e sviluppo 3

4 Sviluppo, risorse, dipendenze Elettrificazione dei consumi energetici: x : fabbisogno in fonti primarie x : crescita popolazione x 4 Dipendenza dall estero: 85% Dall uomo agricolo a quello tecnologico: x prezzo del greggio: x 4 4

5 Un sistema complesso che richiede un approccio responsabile e una visione di lungo periodo 5

6 Un modello costoso che pochi si possono permettere Andamento bolletta energetica italiana e che ha costi sociali di difficile valutazione M Bolletta energetica Gas naturale Carbone Petrolio Costo del greggio /tonn 6 Fonti delle figure: Unesco, ENEA, FIRE

7 Gli obiettivi dell Unione Europea Il Consiglio Europeo ha lanciato nel 2007 una nuova strategia per promuovere l efficienza energetica, ponendo i seguenti obiettivi al 2020: -20% sui consumi per efficienza energetica; +20% per le rinnovabili; -20% per le emissioni di gas serra; 10% di tetto minimo per i biocombustibili per il trasporto. Gli obiettivi sono vincolanti. Quello sull efficienza energetica, non soggetto a burden sharing, comporta un Mtep di risparmi al Obiettivo 2020 Sarà presente un forte sostegno per l efficienza energetica! 7

8 Le inefficienze oggi sono tante... Fonte: Newsweek 8

9 e il domani va costruito con saggezza Fonte: Newsweek 9

10 Si usa più energia nel settore civile nella generazione elettrica predomina il gas Fonte ENEA e negli edifici cresce l elettricità 10

11 Uso dell energia: lo schema cogenerativo Definizioni D.Lgs. 20/2007: - Piccola CHP < 1 MW e - Micro CHP < 50 kw e 11

12 Il mercato potenziale per la microcogenerazione In Italia esiste un mercato potenziale enorme: quello degli edifici (13 milioni, di cui 11 milioni per usi civili, condomini), in buona parte rivolto ad applicazioni di microcogenerazione (<50 kw e ). Al momento le principali incognite sono: il costo specifico delle soluzioni di piccola taglia, ed i costi di manutenzione; le emissioni a livello locale; la valorizzazione dell energia elettrica generata; gli ostacoli normativi ed autorizzativi. 12

13 Il mercato attuale Unità vendute da associati Cogena Taglia kw e < Totale I dati della tabella riportano l andamento del venduto degli associati Cogena, che rappresentano una buona parte della cogenerazione di piccola taglia nel nostro Paese. Nel 2007 sembra esserci stato un raddoppio del venduto. Per la microcogenerazione dovremmo trovarci su qualche decina di installazioni in totale, ma anche in questo caso il mercato sembra in fermento. Interessante l accordo del 2007 fra MTS, Bosh, Enatec e Rinnai per un field test di macchine fra il 2008 e il

14 Il mercato attuale Se l Italia arranca, in altri paesi la situazione è diversa. molto In Giappone sono stati installati cogeneratori Ecowill da 1 kw e. La Senertec parla di motori in Europa. E.ON-UK e Whispergen pianificavano di installare Stirling da 0,8 kw e in cinque anni. Laddove esistono le condizioni queste soluzioni si sviluppano! 14

15 Soluzioni disponibili per microcogenerazione Tecnologia Motori a combustione interna Taglie disponibili kw e Rendimento elettrico Rapporto Elettricità Calore CAPEX /kw e :1,5-1: Microturbine :2-1: Motori Stirling 0, :3-1: Celle a combustibile :1-1:2, Ciclo Rankine 1-4, :4,2-1:13 n.d. I dati sono tratti da varie fonti (listini produttori, Politecnico di Milano, Platts, ENEA) e i costi sono da ritenersi indicativi. Sopra i 20 kw e questi ultimi tendono a ridursi per le tecnologie più consolidate (motori a combustione interna e microturbine), risultando nell ordine degli /kw e per taglie inferiori ai kw e. Sotto i 20 kw e si sale rapidamente, ma un confronto è prematuro, sia per il diverso stato delle soluzioni considerate (che va dal commerciale al prototipo avanzato), sia per le differenze più marcate nei parametri prestazionali. 15

16 Agevolazioni riconosciute alla cogenerazione Fra gli aspetti cui andrebbero indirizzate le attenzioni dei costruttori si possono segnalare: la possibilità di operare con buone efficienze anche a carico parziale (interessante la novità introdotta da Energifera di un sistema ad inverter per motori alternativi, in grado di mantenere pressoché costante il rendimento elettrico); l aumento del rendimento elettrico per le applicazioni sotto i 20 kw e, in particolare per i motori Stirling; l aumento dell affidabilità, soprattutto in termini di diminuzione della frequenza di manutenzione; il contenimento delle emissioni di NO x ed altri inquinanti al di là degli attuali limiti normativi; la riduzione del costo capitale, specie per le applicazioni di piccolissima taglia. 16

17 Soluzioni disponibili per trigenerazione Cominciano ad apparire sul mercato macchine ad assorbimento di taglia micro. Ad esempio Rotartica (4 kw f ), Climatewell (10 kw f ), Yazaki (35 kw f ). L alternativa è l accoppiata con una pompa di calore elettrica, che può rivelarsi interessante in certi contesti. 17

18 Agevolazioni riconosciute alla cogenerazione Agli impianti di cogenerazione ad alto rendimento, riconosciuti tali in base alla delibera 42/02 dell Autorità, sono garantiti i seguenti vantaggi: priorità di dispacciamento; incentivi previsti dai DM 20 luglio 2004 per l efficienza energetica (certificati bianchi); scambio sul posto fino a 200 kw e (manca delibera AEEG); agevolazione fiscale sul gas naturale; condizioni migliori sul ritiro di energia elettrica (delibera Autorità 280/07) e scambio sul posto in via di definizione; fondo di rotazione previsto da finanziaria 2007 (comma 1112, manca ancora DM attuativo); certificati verdi se impianto di produzione elettrica alimentato da fonte rinnovabile. 18

19 Un percorso ad ostacoli FASE 1. Progettazione/installazione 2. Collaudo e avviamento 3. Esercizio e gestione 4. Cessazione impianto ENTI COINVOLTI MSE, AEEG, GSE, Gestore rete elettrica, UTF, ISPESL, VVF., ASL/Ispettorato del Lavoro, Regione, Provincia, Comune, Fornitore gas metano UTF, Gestore rete elettrica, VVF., C.P.I., ISPESL, Provincia MSE, AEEG, GSE, Gestore rete elettrica, UTF, ISPESL, VVF., ASL/Ispettorato del Lavoro, Fornitore gas metano MSE, AEEG, GSE, Gestore rete elettrica, UTF, ISPESL, VVF., ASL/Ispettorato del Lavoro, Fornitore gas metano Un interessante studio di Ascomac-Cogena del 2007 ha evidenziato come il percorso autorizzativo per un impianto di cogenerazione passi per 12 soggetti differenti, con innumerevoli documenti, atti da predisporre e sopralluoghi da sostenere. Anche la fase di esercizio prevede vari adempimenti, sia mensili sia annuali. Non va poi dimenticato il problema delle reti interne di utenza. A quando la tanto attesa semplificazione richiesta dalla direttiva 2004/8/CE? 19

20 Nell action plan italiano la cogenerazione c è solo nell industria! 20

21 L interim report del Carbon Trust britannico Fonte:

22 L interim report del Carbon Trust britannico Fonte: I numeri del rapporto: 87 motori monitorati, di cui 72 nel residenziale (< 1kW e ) e 15 nel terziario (in prevalenza 5 kw e ), e 27 caldaie a condensazione; 20 rapporti registrati ogni 5 minuti; studio avviato nel 2004; fra i motori in esame c è anche un Totem. 22

23 Il primo rapporto del Carbon Trust britannico Le principali indicazioni emerse dallo studio: nel residenziale la cessione alla rete supera le previsioni e riguarda più che altro le ore di picco, con fattori superiori alle rinnovabili; le prestazioni risultano scadenti laddove i motori richiedano accensioni/spegnimenti frequenti; le macchine di taglia più grande forniscono prestazioni migliori, per le quali il rendimento elettrico è un parametro fondamentale; occorre investire nella manutenzione, nell usabilità delle macchine e nell informazione al cliente; consumi pompe al 15% per alcune caldaie. Il corretto dimensionamento è essenziale! 23

24 C è un futuro per la microcogenerazione in Italia? E difficile fare previsioni sul futuro della microcogenerazione. Molto dipenderà dall introduzione di reali semplificazioni, dallo sviluppo delle tecnologie e dalla possibilità di valorizzare al meglio la produzione in autoconsumo. 24

25 Riferimenti Per approfondimenti: FIRE: AEEG: GME: GRTN: Aster: Cogen: Cogena: DOE: Trigemed: Chapnet: Carbon Trust: 25