VERONA FORUM DEGLI ENERGY MANAGER

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1 VERONA FORUM DEGLI ENERGY MANAGER Interventi di efficientamento energetico con moduli ORC Turboden Alessandro Guercio 11 Ottobre COM.P-25-rev.0

2 Cosa sono i recuperi termici da processo Valorizzazione del calore residuale da processo industriale oggi disperso in atmosfera processo industriale scambiatore recupero calore calore residuo gas, liquidi, vapori generatore processo, utenze termiche civili e industriali energia termica energia termica energia elettrica

3 I Recuperi Termici nei Certificati Bianchi Delibera AEEG EEN 9/11 28 Ottobre 2011 Esempi d intervento U T Ʈ Utilizzo di calore di recupero per la generazione di energia elettrica ,36

4 Il potenziale del recupero di calore Energy Efficiency Report Novembre 2012 Potenziale teorico di recupero calore per generazione elettrica nei settori Energy Intensive oltre 500 MWe circa 4 TWh/y volume d affari circa 1,5 mld (solo in Italia)

5 La tecnologia ORC (Organic Rankine Cycle) TURBODEN è leader europeo nella produzione di turbogeneratori ORC per la generazione di energia elettrica e calore da fonti rinnovabili e da recupero di calore da processi industriali. La società è stata fondata a Milano nel 1980 dall Ing. Mario Gaia, ex professore presso il Dipartimento di Energetica del Politecnico di Milano e oggi Amministratore Delegato. Biomassa Geotermia Nel 2009 entra a far parte di Pratt & Whitney (UTC Corp.), leader mondiale nella progettazione, costruzione e manutenzione di motori per aviazione, sistemi di propulsione spaziale e turbine a gas industriali Nel 2013 UTC esce dal mercato dell energia, sottoscrivendo un alleanza strategica con Mitsubishi Heavy Industries. Nel 2013 Mitsubishi Heavy Industries acquisisce Pratt & Whitney Power Systems (oggi PW Power Systems) e l affiliata Turboden. Solare Termodinamico Recupero Calore elettricità calore Unità nel range 200 kwe - 15 MWe

6 Temperatura Principio termodinamico: il Ciclo ORC Turbina Energia Elettrica Generatore Olio Diatermico Evaporatore Rigeneratore Acqua Condensatore Entropia Pompa Diagramma T s e ciclo di impianto Il ciclo ORC è paragonabile ad un ciclo Rankine surriscaldato che impiega un fluido organico (idrocarburi, fluidi frigoriferi, oli siliconici) al posto del vapore. In molte applicazioni un olio diatermico media fra sorgente di calore e ciclo ORC attraverso un evaporatore (8-3-4). Il fluido sotto forma di vapore espande in turbina (4-5) che è direttamente accoppiata ad un generatore. Il vapore in uscita attraversa un rigeneratore (5-9) per preriscaldare il fluido (2-8). Il vapore nel condensatore può cedere il proprio calore ad un utenza termica (9-6-1). 6

7 Il turbogeneratore ORC Vantaggi Tecnici Alta efficienza del ciclo termodinamico Efficienza della turbina circa 90% Bassa sollecitazione meccanica della turbina: ridotta velocità periferica Basso numero di giri della turbina: collegamento diretto fra turbina e generatore elettrico senza riduttori di giri No erosione delle palette della turbina: assenza umidità negli ugelli Operazionali Alta affidabilità e manutenzione minima Avvio e stop semplificato Operatore patentato non richiesto Alta sicurezza: il fluido termovettore rimane liquido e a pressioni contenute Bassa rumorosità Funzionamento a carico parziale fino al 10% della potenza nominale Alta efficienza a carico parziale Lunga vita della macchina 7

8 H-REII DEMO: dimostratore in siderurgia H-REII DEMO ( ) focus siderurgia impianto di recupero calore dimostrativo (RIESA) - 3 MWe produzione energia elettrica (uso interno) e calore per processo industriale (esterno) quantificare il potenziale europeo promuovere finanza, incentivi, politiche su scala europea

9 H-REII DEMO: dimostratore in siderurgia riduzione dei consumi acciaio forno arco elettrico (EAF) gas di scarico Avvio: fine 2013 energia elettrica scambiatore recupero calore 67% 33% ORC 3 MWe Energia termica ~ 30 t/h di vapore a 27 bar c utenza termica industriale

10 TEE per un progetto di recupero in siderurgia riduzione consumi mwh energia elettrica produzione acciaio forno arco elettrico (EAF) gas di scarico scambiatore recupero calore Investimento previsto: ~ 12 M turbo generatore ORC energia termica rete tele riscaldamento urbana

11 TEE per un progetto di recupero in siderurgia Forno Arco Elettrico 6800 ore anno Energia Termica Recuperata MWh anno MWh anno MWh anno Turbo Generatore ORC 2,1 MWe Rete Tele Riscaldamento urbana Energia Elettrica MWh anno Energia Termica MWh anno tep anno tep anno 1TEP = KWhe

12 TEE per un progetto di recupero da vetreria Forni Vetreria Energia Termica MWh anno Turbo Generatore ORC 1,3 MWe Energia Elettrica MWh anno tep anno Funzionamento ore anno 1TEP = KWhe

13 TEE per un progetto di recupero in cementificio Scamb. pre riscaldo (200 C) al mulino al mulino Scamb. clinker cooler (145 C) Camino Modulo ORC TURBODEN Energia Elettrica Treno pulizia fumi Camino Fornace kiln Sistema di raffreddamento Clinker Cooler (CC)

14 TEE per un progetto di recupero in cementificio Scambiatore di Calore Gas di Preriscaldo MWh anno Funzionamento ore anno Scambiatore di Calore Gas Clinker Cooler MWh anno Energia Termica MWh anno Cementificio tonnellate anno Turbo Generatore ORC 4,9 MWe Energia Elettrica MWh anno tep anno 1TEP = KWhe Investimento previsto: ~ 20 M

15 TEE per un progetto di recupero fonderia Fonderia Non ferroso Energia Termica MWh anno Turbo Generatore ORC 2 MWe Energia Elettrica MWh anno tep anno Funzionamento ore anno 1TEP = KWhe

16 Recupero calore da inceneritore (Belgio) In funzione dal II Q Taglia ORC: 3 MWel 16

17 Recupero calore da processo di produzione vetro piano (Cuneo) In funzione dal Taglia ORC: 1,3 MW el 17

18 Recupero calore da processo di produzione cemento (Marocco) In funzione dal Taglia ORC: 2 MW el 18

19 Recupero calore da processo di produzione cemento (Romania - Slovakia) Romania in funzione dal 2012 Taglia ORC: 4 Mw el Slovakia in costruzione Taglia ORC: 5 Mw el 19

20 Recupero calore da turbine a gas (Canada) In funzione dal IV Q Taglia ORC: 1 MW el 20

21 Recupero calore in siderurgia - laminatoio (Singapore) Avvio previsto I Q Taglia ORC: 0,7 MW el 21

22 Grazie per l attenzione! Alessandro Guercio Sales Area Manager [email protected]