ESPERIENZE DI MICROGENERAZIONE E TELERISCALDAMENTO A SERVIZIO DI UNA COMUNITA'

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1 ESPERIENZE DI MICROGENERAZIONE E TELERISCALDAMENTO A SERVIZIO DI UNA COMUNITA' Loris Meneghini perito industriale e dr. in Ingegneria Industriale - Vicenza 1

2 La realtà che vogliamo presentare è quella del Comune di Monchio delle Corti (PR) dove, con la realizzazione di una centrale a biomassa a servizio di una rete di teleriscaldamento cittadina, è stato utilizzato un sistema di tipo cogenerativo: ciò significa che è stato massimizzato l investimento utilizzando il residuo termico dei periodi a carico termico ridotto e indirizzando tale residuo su di una turbina per la produzione di energia elettrica. Vogliamo al contempo evidenziare anche gli aspetti gestionali che grazie a un oculata scelta di tecnologie a basso livello di manutenzione e di gestione hanno permesso di utilizzare le maestranze già a servizio dell ente comunale. I dati principali: - Caldaia biomassa di tipo a griglia mobile marca Uniconfort modello Biotec/G80 da 928 kwt - Rete di teleriscaldamento con uno sviluppo di circa 3 km per un totale 40 utenze distribuite con taglie dai 24 ai 400 kwt. - Turbina marca Progeco con circuito ermetico da 125 kw elettrici a 145 C con tecnologia a cuscinetti a levitazione magnetica utilizzata a bassa temperatura per una produzione di 80:100 kwe Università di Foggia, 2 maggio

3 Università di Foggia, 2 maggio

4 Tipologia combustibile solido utilizzato: principalmente Castagno, Faggio e Quercia da pulizia parco boschivo locale DEFINIZIONE DEL COMBUSTIBILE AMMESSO CON DEFINIZIONI SECONDO LA RACCOMANDAZIONE R03/01 DEL CTI Provenienza del Combustibile Bio combustibile di tipo 1.1; 1.2.1; 1.3.1; 1.4 con origini come sopra. Condizioni di umidità Fino a M50 (<50% base umida, <100% base secca) Potere Calorifico inferiore >10 MJ/kg Limiti al Potere Calorifico inferiore <17 MJ/kg Contenuto ceneri massimo fino al 3% (A3.0) Minima temperatura di rammollimento ceneri minimo 1050 C Densità combustibile (allo stato aggregato) circa kg/m3 Dimensioni alimentazione a Coclea -Pellet di legno D 12 - Segatura - Cippato P16 comunque < 60 mm - Legno frantumato P16 comunque < 60 mm - Massimo 25-30% di residui in truciolo di MDF La potenza nominale resa è garantita con un combustibile M 30 (30% base umida, 55% base secca) Università di Foggia, 2 maggio

5 STRATEGIA ADOTTATA DALL AMMINISTRAZIONE Sono state chiamate a partecipare le varie comunità Montane, enti Forestali e società boschive. In particolare tramite un rapporto di collaborazione con AIEL (Associazione Italiana Energie Agroforestali) e la collaborazione delle realtà comunali territoriali, è stato possibile realizzare una prima mappatura delle potenzialità offerte dal territorio e delle possibili applicazioni. Con questo supporto è stato realizzato uno studio di fattibilità sulla base di sopralluoghi in loco, con dati reperiti da fonti ufficiali attualizzate, fornendo valutazioni tecnico-economiche e indicazioni pratiche sul possibile impiego energetico dei combustibili legnosi (legna e cippato) nonché di indicare modelli imprenditoriali e operativi per i vari soggetti coinvolti. Altro interessante aspetto è l effettiva possibilità che la filiera foresta-legno-energia ha potuto concretamente essere una delle strade da percorrere per rilanciare un efficace e remunerativa gestione dei boschi e di aree boscate. In particolare strutturando un sistema di pulizia del bosco che in quel momento risultava in completo abbandono sia per quanto riguarda le aree coltivate, terrazzamenti e i sentieri. Il tutto cercando di allineare il prezzo pagato sul mercato locale della legna da ardere, ma anche e soprattutto del legno cippato, in modo da raggiungere raggiungere la soglia di convenienza economica per gli operatori forestali e quindi ampliare l area economicamente vantaggiosa di intervento sui boschi locali. Questo tipo d interventi, anche in una stretta logica d investimento privato, mantiene comunque una valenza pubblica; questa è infatti legata alla gestione di una risorsa del territorio che è il bosco e al corretto utilizzo di una risorsa energetica locale quale il legno nelle sue forme più comuni. Inoltre le varie analisi finanziarie e ipotesi fatte hanno cercato di tenere conto di due esigenze contrapposte da parte degli operatori e dei potenziali utenti - sia pubblici che privati. - da una parte la necessità dell utente di avere una bolletta energetica meno costosa rispetto a quella avuta e che potrebbe avere in futuro impiegando i tradizionali combustibili fossili; - dall altra il livello dei prezzi del cippato al fine di rendere remunerativa l attività di gestione forestale e produzione dei combustibili legnosi in tutta la sua catena di approvvigionamento e pianificazione logistica.

6 Paramentri tecnico economici Costo di investimento totale ,00 Contributo pubblico ,00 Potenza termica nominale 928 kwtermici Potenza elettrica (netta, stima) 80:100 kwe Energia termica erogata (stima) 900 MWh/a Prezzo del calore (alle utenze private) 62 /MWh Energia elettrica immessa in rete (stima) 400 MWh/a Ricavo dalla vendita dell En. El. (ORC) /a Consumo di cippato (M30, stima) t/a Prezzo medio del cippato (M30) 75 /t Risparmio di CO2-eq/anno 471 t Università di Foggia, 2 maggio

7 Piattaforma forestale di conferimento e cippatura Università di Foggia, 2 maggio

8 ORC Progeco - consumo stimato con cippato di tipo da pulizia boschiva cippato in loco con contenuto idrico sul tal quale 50% e potere calorifico inferiore 2500 W/kg, è di circa 371 kg/h. Caratteristiche tecniche Sella MaterialeAcciaio al carboniodimensioni (HxLxP)2.430 x x 1.830Peso in esercizio a pieno [kg]1.400 Evaporatore Fluidoacqua surriscaldatatemperatura acqua in ingresso109 [ C]Temperatura acqua in uscita 40 [ C]Portata dell acqua surriscaldata (a 150 C) 40 [m3/h] Tipologia doppio scambiatore saldobrasato flange di attacco al processodn 100 PN 16 Condensatore Fluido acquatemperatura acqua in ingresso15,8 [ C] Temperatura acqua in uscita 20,8 [ C] Portata dell acqua surriscaldata (a 15,8 C)132 [m3/h] Tipologia scambiatore saldobrasato flange di attacco al processodn 100 PN 16 I parametri esposti sono riferiti alle condizioni riportate nella norma ISO2314 e soggette ad una tolleranza strumentale di ±5%. Università di Foggia, 2 maggio

9 Riferimenti di collegamento alla rete di teleriscaldamento L utilizzo dell ORC per la produzione di circa 100 kw elettrici direttamente dalla caldaia a biomassa con un impegno di potenza di circa 870 kw termici ad inseguimento del carico permette con il residuo termico ottenuto dal condensatore della turbina stessa di sfruttare il 90% della potenza nominale della caldaia della produzione elettrica durante il periodo estivo ed il residuo termico del ciclo della produzione elettrica finalizzabile al mantenimento della rete di teleriscaldamento in funzionamento, riducendo in tal modo l autoconsumo della torre evaporativa Università di Foggia, 2 maggio

10 Caratteristiche del generatore Caldaia in acciaio a 4 giri di fumo per la produzione di acqua calda a 95 C, ad una pressione di 2 bar, completa di basamento in acciaio adatto all installazione del bruciatore meccanico a griglia mobile rotante. Potenza 928 kw. La caldaia è stata studiata e realizzata per utilizzare combustibili solidi legnosi. La struttura autoportante a sviluppo verticale costruita in acciaio speciale dello spessore di mm atta a sopportare le sollecitazioni termiche con camera di combustione ad ampia sezione completamente secca a più giri di fumo per la decantazione ottimale delle polveri contenute nei fumi, con temperature in camera di combustione variabili da C provvista di sportelli per la periodica pulizia, camera di post-combustione con ingresso dei gas ad alta velocità turbolenta per effetto del particolare sistema di iniezione dell aria di combustione secondaria. Università di Foggia, 2 maggio

11 Mappatura percentuale degli impianti installati per ogni classe di potenza considerata all inizio lavori da parte dell amministrazione 49% 15% 0% 9% <50kW da 50 a 100 kw da 101 a 150 kw da 151 a 500 kw da 501 a1000 kw Prendendo in esame le date di installazione degli impianti (Fig. 3.5), si puo vedere come il 2007 e il 2008 siano stati gli anni con maggior numero di caldaie installate. Il numero minore di installazioni si è avuto, invece, nei primi due anni cioè nel 2001 e nel I dati a disposizione, riferiti all anno 2009, sono da considerarsi parziali perché diverse aziende, quando hanno consegnato il questionario compilato, non avevano ancora terminato di inventariare le vendite del 2009.

12 Università di Foggia, 2 maggio 2014

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14 Università di Foggia, 2 maggio

15 Università di Foggia, 2 maggio

16 Reinvestire i risparmi per migliorare ancora Grazie per l attenzione Università di Foggia, 2 maggio