Un esempio di efficienza energetica: l impianto di trigenerazione Ferrari

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1 Un esempio di efficienza energetica: l impianto di trigenerazione Ferrari Maranello, 19/06/2013

2 L approccio di Ferrari verso la sostenibilità Alla fine degli anni 90 con il progetto Formula Uomo la tematica ambientale ha assunto un aspetto strategico tutte le nuove strutture sono state costruite con il rispetto dell ambiente si è adottato il processo di verniciatura ad acqua sono stati piantati centinaia di alberi fuori e dentro i reparti Dal 2001 Ferrari è certificata ISO impegno concreto nel minimizzare l'impatto ambientale dei processi e dei prodotti attestazione dell'affidabilità del sistema di gestione ambientale applicato Nel 2007 ha ottenuto l Autorizzazione Integrata Ambientale approccio integrato alle problematiche ambientali connesse alle attività industriali e produttive Dal 2009 Ferrari autoproduce più dell 80% del proprio fabbisogno elettrico con l impianto fotovoltaico e la centrale di trigenerazione si sono ridotte le emissioni di CO2 del 35% 2

3 Trigenerazione Con il termine Trigenerazione si intende una particolare forma di cogenerazione che implica la produzione contemporanea di tre forme di energia partendo da un unico combustibile: energia elettrica, termica sottoforma di calore ed energia termica sottoforma di freddo (CHCP = Cogeneration of Heat, Cooling and Power) La trasformazione dell energia termica in energia frigorifera è resa possibile dall impiego del ciclo frigorifero ad assorbimento il cui funzionamento si basa su trasformazioni di stato del fluido refrigerante in combinazione con la sostanza utilizzata quale assorbente come il bromuro di litio. 3

4 Vantaggi I principali benefici della trigenerazione sono: un risparmio economico conseguente al minor consumo di combustibile rispetto quanto impiegato nella tradizionale produzione di energia; una riduzione dell'impatto ambientale, conseguente sia alla riduzione delle emissioni sia al minor rilascio di calore residuo nell'ambiente; minori perdite di trasmissione e distribuzione per il sistema elettrico nazionale, conseguenti all'autoconsumo dell'energia prodotta; la sostituzione di modalità di fornitura del calore meno efficienti e più inquinanti; 4

5 Le motivazioni della scelta L evoluzione urbanistica industriale degli ultimi 10 anni ha comportato un aumento esponenziale dei consumi energetici La diffusione del condizionamento per esigenze produttive e di comfort in tutti i reparti industriali ha conseguito una rilevante necessità di energia frigorifera La scelta della trigenerazione si inquadra come una azione strategica per contenere i costi della componente energia e contemporaneamente ridurre l impatto ambientale L impianto produce energia elettrica per il processo industriale e mette a disposizione acqua surriscaldata contribuendo in modo significativo al riscaldamento invernale, nonché acqua refrigerata per il ciclo produttivo della Verniciatura, Meccanica e Galleria del Vento. 5

6 Step di progettazione Definizione del Processo: Profili Orari dei consumi di Stabilimento per l Energia Elettrica, l Energia Termica e l Energia Frigorifera, Definizione dello schema di processo e delle soluzioni impiantistiche per ottimizzare l efficienza e la flessibilità, Scelta delle tipologie delle principali macchine da installare (motori, caldaie a recupero ), Definizione ed ottimizzazione degli assetti di funzionamento dell impianto Definizione del layout dell Impianto e delle dimensioni del fabbricato Progettazione civile / architettonica del fabbricato 6

7 Dati di partenza Fabbisogni energetici primari dello stabilimento principale a Maranello Fabbisogno elettrico: MWh Potenza MAX: 22 MW Consegna AT (132 kv) Esercizio con 2 TRAFO da 16 MVA Fabbisogno termico: MWht Centrale termica per la produzione di acqua surriscaldata 135 C a servizio dello Stabilimento e del ciclo produttivo della Verniciatura Fabbisogno frigorifero: MWhf Potenza MAX: 9 MWf Gruppi frigo raffreddati ad acqua a servizio della Verniciatura, Meccanica e Galleria del Vento 7

8 Scelte tecniche di progetto Produzione di energia elettrica - 2 motori endotermici a gas da 8,55 MW - 2 alternatori da 6,3 kv - 2 trafo elevatori 6,3/15 kv da 12 MVA Produzione di acqua surriscaldata 150 C - 2 caldaie a recupero da 3,5 MWt - l energia termica prodotta è trasmessa, per mezzo di scambiatori di disaccoppiamento alla Centrale Termica Produzione di acqua reffrigerata 5 C - 2 frigo ad assorbimento da 2,5 MWf - l energia frigorifera prodotta è trasmessa, per mezzo di scambiatori di disaccoppiamento alle utenze 8

9 Caratteristiche tecniche Potenzialità termica complessiva dei 2 motori a gas:..38 MWt intesa come potenzialità termica equivalente di gas naturale consumato dall impianto Potenza elettrica generata:...17,1 Mwe intendendo come potenza elettrica quella fornita ai morsetti dell alternatore Potenza termica massima generata come acqua surriscaldata:..7 MWt intesa come potenza termica massima di produzione di acqua surriscaldata a 150 C per uso tecnologico ed ambientale da parte dello Stabilimento Potenza termica massima generata come acqua refrigerata: 5 MWt intesa come potenza termica massima di produzione di acqua refrigerata a 7 C per uso ambientale e tecnologico da parte dello Stabilimento 9

10 Schema di flusso Gas Naturale MOTORE Energia Elettrica 17,1 MW UTENZE ELETTRICHE Gas di Scarico Fluidi Caldi Energia Termica 7 MW UTENZE TERMICHE RECUPERO TERMICO Perdite GRUPPO FRIGORIFERO Energia Frigorifera 5 MW UTENZE FRIGORIFERE 10

11 Schema di processo 11

12 Prestazioni dell impianto Prestazioni Motori : Rendimento Elettrico : 44,1% Prestazioni Impianto di Trigenerazione : Rendimento Complessivo (elettrico + termico) : 73,5% Calcolo IRE (Indice di Risparmio di Energia) e LT (Limite Termico) CALCOLO IRE & LT Ec = kwh/anno Ee = kwh/anno Et Civ = kwh/anno Et Civ cor (*) = kwh/anno πes = 0,4 π ts,civ = 0,8 Ee imm = kwh/anno Ee autoc = kwh/anno p imm = 0,972 p autoc = 0,957 p = 0,971 IRE = 0,300 >0,100 LT = 0,348 >0,150 (*) Fattore di correz Et = 0,8 Il comma art.2 - della Delibera AEEG n.42/2002 afferma che l indice IRE non deve essere inferiore al 10%, mentre il Limite Termico (LT) non deve essere inferiore al 15%. 12

13 Le tappe del progetto /02/2007 gara d appalto 31/07/2007 lettera d intento per assegnazione appalto 29/02/2008 contratto quadro 01/05/2008 presentazione enti amministrativi dell autorizzazioni 14/07/2008 inizio attività di cantiere 15/10/2008 rilascio dell autorizzazione edile 17/02/2009 rilascio dell autorizzazione ambientale 28/05/2009 rilascio dell autorizzazione fiscale 01/06/2009 avviamento dell impianto 13

14 2012 Collegamento elettrico della Gestione Sportiva Due stabilimenti ed un unico comprensorio industriale collegati elettricamente per sfruttare tutta l energia elettrica della trigenerazione Impianto di Trigenerazione E Sottostazione Elettrica Alta Tensione Gestione Industriale Polo Vettori Energetici Gestione Sportiva 14

15 Bilancio Energetico UdM Principali centri di consumo Ferrari Stabilimento Produttivo, Via Abetone (GW h) 105,1 93,1 102,4 107,7 110,2 Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano (GW h) 8,7 9,8 9,8 11,0 13,0 Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est (GW h) 2,9 2,6 2,7 3,2 3,0 Consumo totale (GW h) 116,8 105,5 114,8 121,9 126,2 UdM Principali centri di consumo Ferrari Stabilimento Produttivo, Via Abetone Smc Stabilimento Gestione Sportiva + Pista di Fiorano Smc Stabilimento Scalietti, Via Emilia Est Smc Consumo totale Smc UdM Emissioni di CO2 (tonco2) Stabilimento Produttivo, Via Abetone: -36% Totale Ferrari: -40% 15

16 Impianto di trigenerazione Potenza Elettrica: 17,1 MW Potenza Termica: 7 MWt Potenza Frigorifera: 5 MWf 16