4 - Cogenerazione griglia tecnologica/applicazioni, analisi swot. Rudi Stella ANIMA - ITALCOGEN

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1 4 - Cogenerazione griglia tecnologica/applicazioni, analisi swot Rudi Stella ANIMA - ITALCOGEN

2 Scenario tecnologie: comparazione Tecnologie Piccolo Terziario Alberghi Bancario Meccanica leggera Meccanica pesante Alimentare Celle a combustibile + Micro turbine Efficienza elettrica Celle a combustibile con acido fosforico Celle a combustibile carbonati fusi Motori a combustione interna Celle a combustibile con celle polimeriche Micro turbine Motori Stirling Fonte: CRF s.p.a

3 Scenario tecnologie: comparazione Internal Comb. Steam Gas Fuel Micro Engine Turbine Turbine Cells Turbine Range (KW) > Rendimento elettrico (%) (1) 35-55(4) Indice di recupero termico (2) 1-1,6 1-1,6 1 3,5 0,1 1,1 1,2 4,5 Temperature uscita fumi ( C) < Costi(3) - Investimenti ( /kwe) > Costo manutenzione (c /kwhe) notes: (1) fino al 54% per cicli combinati a 15 C T amb. accoppiate a turbine di vapore (2) Recupero termico come rapporto tra l energia termica recuperata e l energia elettrica prodotta (3) Ipotesi associati Italcogen (4) Ipotesi di ciclo combinato accoppiate con turbine a gas o motori a combustione interna

4 Incentivi: sintesi Italia Incentives Fuel Green Certificates White Certificates Tax reduction (**) CHP System Power Station CHP System Power Station CHP System Power Station Gas LPG Bio Gas Oil FAME (EN 12414) (*) (*) (*) (*) (*) Bio Oil (*) (*) Finanziaria 2008 (**) fuel tax reduction (+) per la micro e piccola cogenerazione Pi 1MWe (++) per la cogenerazione di Pi > 1 MW e (+) (++) Incentive Low Medium High

5 Scenario tecnologie: microcogenerazione ciclo stirling A) bruciatore Gas: la fiamma riscalda la testa dei quattro cilindri B) Recuperatore dei fumi di scarico con scambiatore di calore fumi/acqua C) Motore Stirling: usa il calore del bruciatore per muovere i pistoni D) Recuperatore di calore ad acqua E) Sistema cinematico per la trasformazione del moto lineare in moto rotativo perl alternatore F) Valvola gas: fornisce il combustibile al bruciatore G) Alternatore elettrico H) Connessioni idrauliche Fonte: Whispergen Ltd

6 Scenario tecnologie: microcogenerazione microturbine a gas Generator Cooling Fins Exhaust Outlet Recuperator Combustion Chamber Air Bearings Compressor Generator Turbine Fonte: IBT s.r.l

7 Scenario tecnologie: microcogenerazione/piccola cogenerazione motori a combustione interna pick up Carter Refrigerante motore Separatore dell olio Valvola a farfalla 1700 Collettore di distribuzione della miscela Sovralimen tatore turbo (turbina) Alloggiamen to del volano Coppa dell olio Fonte: CoGe engineering s.r.l. Raffreddatore della miscela

8 Scenario tecnologie: cogenerazione Turbine a gas di piccola potenza Fonte: NME s.r.l.

9 Scenario tecnologie: cogenerazione Principio delle Celle combustibile ad alta temperatura a carbonati CO H 2 2e - +2e - CO 3 -- CO 2 +½O 2 A 4H 2 O + CO 2 Gas CH H 2 O Fonte: MTU Gmbh Anode Membrane Cathode

10 Scenario tecnologie: cogenerazione Celle combustibile ad alta temperatura Integrated system for distributed CHP and trigeneration No pollutants; less CO2- emissions Performance: 220 kw electrical 180 kw thermal Total efficiency: > 90 % Use of natural gas, residual gas and biomass fuels lifetime app h Fonte: MTU Gmbh

11 Scenario tecnologie: cogenerazione motore a combustione interna di media potenza Sistemi di evacuazione/aspirazione Alternatore Motore primo CHP Module Scambiatore acqua/fumi Fonte: Wärtsilä

12 Scenario tecnologie: cogenerazione esempio di centrale cogenerativa

13 ANALISI SWOT AREA LOMBARDIA Punti di forza: Riduzione emissioni NOx, CO, PM Riduzione CO2 Produzione energetica da fonti rinnovabili Miglioramento sicurezza/qualità elettrica Riduzione costo bolletta energetica Disponibilità energia termica e frigorifera a basso costo

14 ANALISI SWOT AREA LOMBARDIA Punti di debolezza: Consistenti investimenti a medio termine Necessità di sviluppo di nuove figure professionali (es. energy manager, manutentore) Adempimenti autorizzativi Modifiche impiantistiche/ciclo produttivo Spazi/locali dedicati Linee guida deboli sullo sviluppo energetico nazionale

15 ANALISI SWOT AREA LOMBARDIA Opportunità: Miglioramento efficienza energetica dei processi Indipendenza energetica Sviluppo generazione distribuita/mini teleriscaldamento Ottimizzazione cicli produttivi Utilizzo di nuovi servizi energetici (ESCO) Aumento competitività processi industriali Accesso ai programmi di incentivazione

16 ANALISI SWOT AREA LOMBARDIA Minacce: Scarsa conoscenza delle soluzioni da parte dell opinione pubblica Resistenza al cambiamento rispetto alle modalità attuali di fornitura energetica Insufficiente supporto dalle autorità competenti Incertezza sullo sviluppo delle reti di distribuzione elettrica BT/MT ( smart grid ) Incertezza su piani di sostegno alla cogenerazione

17 Produzione separata Combustibile Introdotto Fattibilità/Sostenibilità Micro-cogenerazione Combustibile Introdotto 285 kwh Olio Combustibile 190 kwh 19,8 m 3 Gas Metano = 475 kwh = 320 kwh 320 kwh 33,35 m 3 Gas Metano Centrale termoelettrica convenzionale 100 kwhe Centrale termica con caldaia a gas 160 kwht Centrale di microcogenerazione Utenza Tipo 160 kwh termici Utenza Tipo 100 kwh elettrici 160h kwt 100h kwe Costi sostenuti per energia elettrica 100 kwhe x 0, 14 /kwhe = 14,0 /h Costi sostenuti per energia termica 19,8 m 3 x 0, 46 / m 3 = 9,1 /h totale 23,1 /h Costi sostenuti per metano CHP 33,35 m 3 x 0, 435(*) /h = 14,5 /h manutenzione 100 kwhe x 0,02 /KWhe= 2,0 /h totale 16,5 /h Periodo di funzionamento annuale da 2500 h a 6500 h: risparmio annuale compreso tra e i (*) valori medi di acquisto anno 2006 città di Milano