LA COGENERAZIONE DIFFUSA E GLI UTENTI FINALI: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo

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1 LA COGENERAZIONE DIFFUSA E GLI UTENTI FINALI: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo Dario Di Santo Introduzione La FIRE, Federazione Italiana per l uso Razionale dell Energia, è un associazione senza scopo di lucro che ha come finalità la promozione dell uso efficiente dell energia e che a tale scopo attiva una serie di azioni, che comprendono convegni e seminari, corsi di aggiornamento professionale, diffusione dell informazione in campo energetico, indagini presso gli utenti, pubblicazioni e gruppi di lavoro. Il canale principale per mantenere i propri soci informati sul quadro normativo, sulle opportunità di intervento, sui casi di successo e sulle novità del settore è il sito web dell associazione, ricco di sezioni e rubriche dedicate alla gestione dell energia. Oltre alle attività rivolte ai propri soci, la Federazione opera su incarico del Ministero delle Attività Produttive fin dal 1993 raccogliendo le nomine degli energy manager nominati ai sensi della Legge 10/91, offrendo consulenza sugli adempimenti e sulle opportunità connessi alla nomina e organizzando iniziative di supporto a tale ruolo. I frequenti contatti e i programmi attuati con i Ministeri delle Attività Produttive e dell Ambiente, insieme alla conoscenza delle problematiche collegate alla gestione dell energia derivante dalla consulenza, dalle indagini e dal supporto fornito a soci ed energy manager, individuano la FIRE come una delle strutture meglio inserite nel panorama energetico del Paese. Negli ultimi mesi è tornato prepotentemente di scena il tema della generazione distribuita, sull onda della crisi californiana e dell esigenza sentita negli Stati Uniti di rendersi indipendenti almeno parzialmente dalla rete, sia per ragioni di continuità dell alimentazione elettrica, sia per migliorare la qualità della tensione (riduzione dei disturbi di rete). Rispetto alla generazione centralizzata i piccoli impianti localizzati presso le utenze consentono di evitare le perdite di rete e tendono a migliorare la sicurezza del sistema a livello generale, in quanto è statisticamente improbabile che si verifichino guasti contemporanei, e quella dei singoli utenti, per quanto riguarda la continuità e la qualità dell alimentazione. Essi di contro presentano costi relativi e livelli di emissioni di inquinanti e di CO 2 più elevati e meno controllati e controllabili, problema che può essere superato ricorrendo alla cogenerazione. I benefici economici variano molto in funzione delle condizioni di mercato imposte sui combustibili e tariffe elettriche in particolare e di quelle climatiche. In realtà affinché il sistema paese possa realmente trarre vantaggi dalla cogenerazione distribuita è necessario che se ne valuti con attenzione l adozione caso per caso. Le tecnologie esistenti consentono infatti un elevata flessibilità teorica, che si scontra spesso con problematiche di tipo La cogenerazione diffusa e gli utenti finali: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo 1 di 6

2 normativo, autorizzativo, gestionale, fiscale e con la scarsa conoscenza dell utente dell andamento puntuale dei suoi carichi termici ed elettrici. Per conseguire i massimi benefici è necessario uno sforzo che deve coinvolgere tutti gli attori: gli organi legislativi centrali e regionali e l Autorità per l Energia Elettrica ed il Gas (eliminazione delle barriere di tipo normativo ed autorizzativo, creazione di un quadro di regole certe, giusta remunerazione dell energia immessa in rete); il GRTN ed i distributori (criteri per un integrazione attiva fra gli impianti e la rete); l industria (miglioramento delle prestazioni delle tecnologie disponibili e dei dispositivi per il parallelo con la rete, sviluppo a livello commerciale delle tecnologie innovative, come quelle per lo sfruttamento delle fonti rinnovabili biomasse, sole, vento, le celle a combustibile ed i motori Stirling); le società di servizi energetici e quelle di ingegneria (progettazione ottimale ed offerta di sistemi in grado di conseguire sinergie fra le esigenze dell utente e quelle della rete); gli utenti (conoscenza dell andamento dei propri carichi, definizione delle specifiche impiantistiche integrabile con sistemi di cogenerazione, sensibilità alla tematica e conoscenza dei benefici connessi all utilizzo della tecnologia). La FIRE da anni segue l argomento, avvalendosi dell esperienza maturata negli anni dai propri esperti nell ambito delle attività svolte negli anni Ottanta dall ENEA in collaborazione con l industria nazionale e con alcuni operatori, del dialogo continuo con gli energy manager e con gli attori coinvolti dal tema e dei convegni e corsi organizzati sull argomento. Oltre ad aver dedicato una sezione del sito web al tema della cogenerazione e della generazione distribuita, la Federazione ha attivato un gruppo di lavoro che opera presso le sedi opportune per semplificare il ricorso a tale tipologia di interventi e rimuoverne le barriere alla diffusione. All interno del gruppo di lavoro compaiono esperti che operano nel settore da decenni, fabbricanti di motori ed ESCO, al fine di raggiungere i migliori risultati. Gli articoli e le considerazioni prodotte nel corso delle attività sono visionabili alla pagina: Numerosi articoli sul tema della generazione distribuita scritti da esperti della FIRE sono stati pubblicati negli ultimi anni su riviste dedicate al mondo dell energia, insieme ad interventi nel corso di incontri e di corsi di aggiornamento professionale. La Federazione ha condotto infine attività di consulenza e validazione sul tema della cogenerazione e del teleriscaldamento, effettuando studi di fattibilità ed offrendo supporto ai propri soci coinvolti nella realizzazione di impianti di tale tipo. Alcune delle esperienze seguite da vicino sono esposte in questo documento come base per alcune considerazioni. La cogenerazione diffusa e gli utenti finali: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo 2 di 6

3 L esperienza di Vicenza Federazione Italiana per l uso Razionale dell Energia Negli anni Ottanta la municipalizzata elettrica del Comune di Vicenza promosse un azione per l installazione di 31 Totem presso alcuni clienti residenziali e del terziario individuati sulla base delle caratteristiche di volume e regolarità dei consumi di gas naturale, per un totale di 465 kw e. L intervento prevedeva la vendita del calore cogenerato agli utenti stessi ed il ritiro dell elettricità nella rete, nell ottica di un servizio energetico la cui bontà è testimoniata da un TIR del 17% da un punto di vista economico e dal fatto che molti impianti continuano ad operare da un punto di vista tecnico. Il Totem era la versione statica di un motore FIAT da 15 kw e e 34 kw t, caratterizzato da un efficienza netta del 26%. L intervento offerto sotto forma di servizio offre i seguenti benefici: solleva l utente finale dalle problematiche connesse al dimensionamento dell impianto ed agli aspetti burocratici ed autorizzativi; il sistema offerto è standardizzato e modulare e ciò consente di contenere i costi di installazione e manutenzione, nonché di semplificare la progettazione e le procedure di collegamento con gli impianti termici e con la rete elettrica; l energia elettrica prodotta può essere accorpata e valorizzata al massimo, specie nelle città dove c è molta terziarizzazione dei consumi ciò permette di potenziare la rete in bassa tensione; un adeguato sviluppo tecnologico potrà consentire la gestione unitaria degli impianti in coordinamento con le esigenze della rete di distribuzione; la frontiera potrebbe essere quella di passare ad un ruolo attivo degli impianti con un coinvolgimento forte dei distributori. La Carrozzeria Bertone di Grugliasco (TO) Un altro caso interessante è quello dell intervento di cogenerazione realizzato presso la Carrozzeria Bertone. Si tratta di un impianto a ciclo Cheng, ossia con turbina a gas con iniezione di vapore in camera di combustione e post-combustione. Il calore prodotto viene utilizzato in parte per la generazione di vapore saturo a 25 bar, in parte grazie ad un brevetto messo a punto dalla società per quella di acqua a 80 C, usata per esigenze di processo e per riscaldamento ambienti. Nella tabella alla pagina seguente, tratta dalla rivista Gestione Energia, sono indicati i punti di funzionamento a massimo carico, che mostrano la flessibilità di funzionamento conseguibile al variare del carico. Questo esempio mostra come una corretta progettazione dell impianto, assistita dalla volontà dell utente di effettuare modifiche impiantistiche di rilievo (per conseguire il massimo recupero di energia fu effettuata una graduale conversione ad acqua calda degli utilizzatori prima operanti con acqua surriscaldata), permette di adattare la cogenerazione a situazioni caratterizzate da una consistente variazione dei carichi termici ed elettrici. La cogenerazione diffusa e gli utenti finali: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo 3 di 6

4 Un ruolo centrale l ha avuta la funzione di energy management aziendale, nel promuovere l intervento, nel superare alcuni luoghi comuni (uso acqua calda a bassa temperatura in processi industriali) e nel conseguire la massima sinergia fra le esigenze dell utenza, l impianto esistente ed il cogeneratore. E pertanto fondamentale che interventi di questo tipo siano promossi attraverso l aggiornamento costante degli energy manager e la diffusione delle esperienze di successo. La Società Cartiere M. Cardella SpA Oltre agli impianti nuovi, esistono varie possibilità di potenziare quelli in esercizio, come nel caso della Società Cartiera M. Cardella, in cui nel 1997 si passò da un ciclo a vapore semplice da kw e ad uno combinato da kw e, con una produzione termica di kw t. L intervento ha consentito di ottenere un efficienza entalpica del 86,8%. L unico neo è rappresentato dal sottodimensionamento del turbogas rispetto alla capacità ottimale ( kw in confronto kw), dovuto all impossibilità di valorizzare in modo adeguato il surplus di energia elettrica. E pertanto essenziale che vengano emanate nuove regole che consentano di ottenere corrispettivi vicini al prezzo di acquisto dell energia elettrica nella fascia o nell ora corrispondente, o che sia consentito il ricorso al net metering. L intervento avrebbe in tal caso un potenziale di replicabilità cospicuo nel settore cartario, e non solo. Gli impianti a La cogenerazione diffusa e gli utenti finali: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo 4 di 6

5 contropressione, secondo i dati del GRTN riferiti al 2001, producono in cogenerazione circa 15 TWh e netti l anno. Nel 2000 potenziamenti del tipo qui descritto erano stati realizzati in 13 cartiere sul territorio nazionale, per una potenza di 330 MW e ed una producibilità annua di circa 2 TWh. La cogenerazione a biomasse di Tirano A Tirano è operante sin dal 2000 un impianto di teleriscaldamento a biomasse, realizzato dalla società Teleriscaldamento Cogenerazione Valcamonica, Valtellina e Valchiavenna Spa, caratterizzato da una potenza termica di 12 MW, più 6 MW di integrazione, asservita ad una rete di oltre 200 utenze allacciate, su un estensione di 15 km. Nel corso del 2003 è entrata in funzione la sezione cogenerativa, che presenta una potenza elettrica nominale di 1,1 MW ed una termica pari a 7,2 MW. Il quantitativo di legna consumato nel periodo di riscaldamento corrisponde a circa m 3 stero. L impianto realizzato a Tirano è un esempio di connubio fra le fonti rinnovabili e la cogenerazione. Oltre a consentire l ottenimento dei massimi benefici ambientali, tale intervento ha una valenza sociale forte, in quanto contribuisce allo sviluppo della filiera del legno locale, come testimonia l esperienza con l impianto di teleriscaldamento già esistente. La generazione elettrica a biomasse in assenza di cogenerazione, attivata dagli incentivi previsti dal provvedimento CIP 6/92, non è una scelta energeticamente giustificata, in ragione del rendimento di conversione molto basso che si oppone ad efficienze di conversione in sola energia termica prossime a quelle delle caldaie a gasolio. I quantitativi di biomassa in gioco per grandi impianti, inoltre, difficilmente riescono ad essere coperti dalla produzione locale. Ciò implica il ricorso a legname di importazione o proveniente da altre regioni, che riduce i benefici ambientali del ciclo vegetale ad emissioni di CO 2 pressoché nulle. Per questo motivo è bene che le biomasse siano utilizzate per la produzione di calore o in impianti di cogenerazione, in cui sia assicurato un rendimento di conversione delle fonti primarie adeguato. Il teleriscaldamento nel comune di Cesena L AMGA energia ha messo in funzione nel 2000 un impianto di cogenerazione da 501 kw e e kw t, assistito da due caldaie da kw t ciascuna. La rete di teleriscaldamento è stata progettata in modo da poter sfruttare le caldaie esistenti nei grandi edifici di proprietà comunale in funzione di copertura dei picchi termici. Il fine era anche quello di evitare la costruzione di grandi centrali, essendo Cesena un comune di dimensioni medio-piccole ( abitanti). Interessanti sono le figure riportate di seguito, tratte da un documento dell AMGA Energia, che illustrano la concentrazione dei prodotti di combustione emessi dalla centrale di cogenerazione in confronto a quella determinata dalle caldaie autonome. La cogenerazione diffusa e gli utenti finali: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo 5 di 6

6 L intervento è un esempio di applicazione del teleriscaldamento nel nostro paese con minimo impatto nelle opere civili, oltreché di sinergia fra Enti Locali, ESCO e cittadinanza, in grado di consentire una riduzione di emissioni, una diminuzione dei costi per gli utenti allacciati alla rete di teleriscaldamento ed una riduzione dei consumi in fonti primarie, grazie all efficienza del cogeneratore del 83%. La cogenerazione diffusa e gli utenti finali: rapporti con gli operatori del settore e casi di successo 6 di 6