LA CANNA DA ZUCCHERO L AGROINDUSTRIA A CUBA: OPPORTUNITÀ PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA RINNOVABILE. Ministero dello Zucchero della Repubblica di Cuba

LA CANNA DA ZUCCHERO L AGROINDUSTRIA A CUBA: OPPORTUNITÀ PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA RINNOVABILE Ministero dello Zucchero della Repubblica di Cuba

1 2 3 4 5 UN BREVE RIASSUNTO STORICO IL SETTORE DELLO ZUCCHERO ATTUALE POTENZIALE ENERGETICO DELLA CANNA PAGLIA DI CANNA E BIOGAS DA VINACCE CASE STUDY: A 30 Mw TPP

1- BREVE RIASSUNTO STORICO Poche parole sullo zucchero. Mercato internazionale inferiore al 30% della produzione. Quasi la metà dipende da quote e accordi. Sussidi. Barriere: PREZZI VARIABILI.

1- BREVE RIASSUNTO STORICO (Cont ) ANNI 50: Raccolti nell ordine di 5 MM ton Zucchero: 90 % delle esportazioni cubane. Totale dipendenza dalla quota americana. Arrivò a 4 MM ton. 161 fabbriche, 1,4 MM ettari. Nel gennaio del 1959 trionfa la Rivoluzione Cubana. Anni 60: gli USA cancellano la quota dello zucchero. Possibile disastro economico. Accordi con la URSS e i paesi socialisti. Zucchero come base dello scambio. Programma dello Zucchero e obiettivo delle 10 MM ton. Si arriva a 8,4 MM ton. Anni 70-80: Il COMECON, Investimenti, 8 nuovi zuccherifici, impianti di derivati. Produzione media di più di 7 MM t. L Area della canna cresce a 1,8 MM Ha. L energia ancora non era molto importante.

6.000,0 5.000,0 4.000,0 3.000,0 2.000,0 1.000,0 0,0 Ingresos por exportaciones de azúcar (MMUSD) 131,0 405,0 430,6 1.454,6 2.737,8 4.737,0 5.275,3 1963 1970 1973 1975 1980 1985 1990 Anni 90. Scompare la URSS e il socialismo europeo. Gli USA aumentano il blocco. Nuova possibilità di crollo. Diminuisce progressivamente la produzione dello zucchero. Dal 2002-2007. Prezzi bassi dello zucchero. Decisione di ridimensionare il settore. Passano 1 MM ad altre coltivazioni. Chiudono 94 fabbriche. Riduzione del sistema di sostegno e servizi al settore.

2- IL SETTORE DELLO ZUCCHERO ATTUALE Può contare su 60 fabbriche di zucchero, 750 mil ha di terra per la canna, officine e imprese di servizi, istituti di I+D, etc. Nell ultima raccolta operarono 45 fabbriche dovuto alla scarsa disponibilità di canna. Clima, finanziamenti tardivi, ecc. Si lavora per una riorganizzazione verso forme più efficienti di amministrazione imprenditoriale e diminuzione dei costi. LE PRIORITÀ: Produzione di canna. Aumento del rendimento. Irrigazione. Diversificare la Produzione: Energia, alimento animale. Prodotti di alto valore aggiunto. Sostituire le importazioni. Diversificare e aumentare le esportazioni. Prodotti zuccherieri diversi, alcol e bevande, Tecnologie e Servizi Tecnici. Investimenti e affari con capitale straniero. Contratti di gestione degli zuccherifici. Produzione di energia rinnovabile. Alcol e altri derivati.

SVILUPPO PRODUTTIVO Arrivare a rendimenti medi di 54 t/ha per produrre 25 28 milioni di tonnellate di canna. Produrre 2,5 3,0 milioni di tonnellate di zucchero, alcol, alimento animale. Moltiplicare la distribuzione di elettricità in tutte le sue varianti. CANNA DA ZUCCHERO ZUCCHERO ENERGIA ELETTRICA DERIVATI

3. POTENZIALE ENERGETICO DELLA CANNA DA ZUCCHERO

La canna è una coltivazione permanente. Si raccoglie ogni 12-14 mesi. Si risemina in cicli di 5-7 raccolte.

La canna è una pianta eccezionale per la sua elevata effettività fotosintetica. Combina la capacità di produrre biomassa ligneo-cellulosica con quella di sintetizzare saccarosio. Il rendimento medio mondiale è di 40-50 t/ha all anno. Con irrigazione o condizioni ottime di pioggia si ottengono medie di 80-100 t/ha. La canna, al momento della raccolta, è formata da polloni, foglie secche, foglie verdi e punte. Alla centrale vanno polloni puliti. Ogni 100 tonnellate di canna contengono: Zuccheri Solubili Biomassa cellulosica secca 12-14 ton 14-16 ton

Lo zuccherificio tradizionale è energeticamente inefficiente. È disegnato solo per autorifornirsi di vapore mediante la combustione della bagassa e dell elettricità mediante la cogenerazione. AFFINCHÈ NON AVANZI BAGASSA. Si usano schemi che consumano 500-520 kg di vapore per tonnellata di canna. È possibile ridurre tale indice a 360-380 Kg. / t. L industria della barbabietola consuma l equivalente di 260-300 Kg. / t. Tradizionalmente si usavano caldaie a vapore di 15-20 bar con efficacia del 68-70%. Attualmente sono frequenti caldaie da 60-65 bar con 88% de efficacia. Uno zuccherificio moderno, disegnato con interesse per l energia, può generare, solo con la bagassa, 100-120 Kw-hr per tonnellata di canna e consumare 25-30. Pertanto può vendere 80-90 Kw-hr por ogni tonnellata di canna. Per 7000 tc/al giorno significa generare 30 e vendere 22 Mw

BAGASSE BOILERS ELECTRIC POWER GENERATION STEAM BAGASSE GRID CONECTION SUGAR SURPLUS POWER SUGAR CANE SUGAR MILL THE SUGAR MILL ENERGY CYCLE

L ENERGIA NELL INDUSTRIA DELLO ZUCCHERO A CUBA Il risparmio di energia e la generazione di eccedenze per la vendita alla Rete Elettrica Nazionale costituisce una priorità da anni nell industria dello zucchero. In modo progressivo sono state introdotte misure e modesti investimenti per diminuire i consumi di vapore e incrementare la vendita di elettricità. La capacità di generazione installata negli zuccherifici è di circa 500 Mw. L indice di generazione ha registrato una crescita a una media attuale di 35 kw-hr per ogni tonnellata di canna. Il consumo del vapor è in una media di 470 kg / ton La tavola seguente riassume il bilancio energetico dell industria negli ultimi anni.

EVOLUZIONE DELLA GENERAZIONE E DEL CONSUMO DELL ELETTRICITÀ A CUBA 1990 2003 2007 2008 Generation (GWh) 1449 685 409 591 Deliver to National Grid (GWh) Total industry consumption (GWh) Generation (Kw-h /t of cane) 118.5 93.9 71.1 90.8 899 446 315 290 19.0 31.7 31.5 36.7 Self sufficiency (%) 101 110 123

4. Residuo agricolo della raccolta di canna da zucchero Il residuo della raccolta della canna, formato da foglie e punte, costituisce circa il 25-30% in peso ed è denominato Paglia o RAC. Con un umidità tra il 20 e il 40% a seconda della composizione e momento d uso, costituisce biomassa energetica di grande importanza. A Cuba la Paglia di Canna rimane disponibile: Nei centri di rifornimento e pulizia: Nei campi dopo la raccolta:

LA PAGLIA DI CANNA PUÒ ESSERE UTILIZZATA PER: Le caldaie dello zuccherificio Gassificazione della Biomassa Uso della paglia in Zuccherifici dell Africa del Sud Gassificazione Biomassa en China

BIOGAS DA VINACCE DI DISTILLERIE

BIOGAS DA VINACCE (Cont ) La vinaccia è il residuo liquido della produzione di alcol da fermentazione di mieli o succhi zuccherieri. Sono generati 12-15 m3 di vinacce per m3 de alcol prodotto. Con la vinaccia di 1 m3 de alcol è possibile ottenere circa 100 kg de CH4 che equivalgono approssimativamente a un(1) barile di petrolio Si può bruciare nelle caldaie delle distilleria o purificare e generare elettricità in gruppi generatori a motore diesel.

IMPIANTO DI BIOGAS DI VINACCE. DISTILLERIA H. DUQUESNE PROV. VILLA CLARA, CUBA

IMPIANTO DIMOSTRATIVO BIOGASNORD CIEGO DE AVILA, CUBA

POTENZIALE NAZIONALE DI BIOGAS Destilería Alcohol (L/d) Vinazas (m 3 /d) Biogás (m 3 /d) Biogás (m 3 /a) H. Molina 50.000 800 14.215 3.454.338 J. Rabí 50.000 800 14.215 3.454.338 H. Duquesne 50.000 800 14.215 3.454.338 M. Hernández 80.000 1.280 22.745 5.526.942 E. Varona 50.000 800 14.215 3.454.338 A. Guiteras 100.000 1.600 8.529 2.072.603 Amancio Rdguez 60.000 960 17.058 4.145.206 A. Colina 50.000 800 4.265 1.036.302 Urbano Noris 50.000 800 14.215 3.454.338 Argeo Martínez 30.000 480 8.529 2.072.603 A. Sánchez 90.000 1.440 7.676 1.865.343 TOTAL 660.000 10.560 139.879 33.990.69

5. CASE STUDY A 30 Mw Thermo Power Plant based on sugar cane biomass. Ciro Redondo Sugar Mill, Province of Ciego de Ávila.

HIGHLIGHTS Vari zuccherifici a Cuba, con capacità medie di 7 mil tc/d richiedono capitali nei sistemi energetici (caldaie e turbo generatori). Questa è una buona opportunità per installare sistemi nuovi, di alta efficienza e pressione che permettano di distribuire elettricità alla rete nazionale. Un progetto tipico consiste in una TPP basata sulla Biomassa della Canna da zucchero con capacità di generazione di 30 MW dei quali consuma 8 Mw e il resto lo distribuisce alla Rete. I prezzi attuali dell elettricità sono allettanti, giacché costituisce un interesse nazionale e l esistenza di una rete elettrica nazionale totalmente interconnessa agevola questo tipo d investimento. Il nuovo impianto operaio come unità indipendente, che riceve dallo zuccherificio tutta la biomassa e la distribuisce in cambio del vapore di bassa pressione e dell elettricità richiesta. Lo schema allegato spiega il funzionamento dell impianto.

Canna Bagassa Residui (Trash) Fabbrica di Zucchero Centrale Termica di Cogenerazione 30 MW Biomassa rimanente in epoca di raccolto Biomassa da consumare nel periodo di inattività Magazzino Biomassa CASE STUDY: BIOMASS THERMO POWER PLANT

ALTRE INFORMAZIONI La TPP dispone di due (2) caldaie a vapore per biomassa di 90-100 t/hr a 63 bar e 480 gradi C di temp. E due (2) turbogeneratori con estrazione a 2,5 bar e condensazione. L impianto sarà in funzione 250 giorni con bagassa (canna da zucchero + energy cane ) e altri 50-60 giorni con cane trash e/o bagassa di altri zuccherifici. Ogni anno la generazione sarà di 220 Gw-hr dei quali circa 160 Gw-hr si esportano alla rete. S stima un investimento totale di 40-45 Milioni US$ e un tempo di costruzione tra 18 e 24 mesi. Si discutono i prezzi dell elettricità, che si aggirano sui 100-120 US$ el Mw-hr. In tal modo, secondo le condizioni del finanziamento ottenute, il recupero dell investimento avverrà tra i 5 e i 6 anni.

CONCLUSIONI Un progetto tecnicamente sicuro con buoni risultati economici Accordo a lungo termine per potere di vendita a buon prezzo L Energia Rinnovabile è un alta priorità nazionale Potenziali benefici dal Credito di Emissione Potentiale di simili progetti in altri zuccherifici

La canna da zucchero è buona non solo per produrre zucchero per il tuo caffè. GRAZIE