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Gli impianti e le applicazioni del GNL in ambito efficienza energetica " Davide Romano Danilo Biffi
Introduzione: chi è Liquigas Focus sul GNL (Gas Naturale Liquefatto) Il supply e la distribuzione Esempi di applicazioni in ambito efficienza energetica L offerta commerciale Gli impianti GNL
La joint-venture Liquigas - SHV Liquigas è una joint venture tra l italiana Brixia e l olandese SHV. Liquigas può contare sulla forza di un protagonista mondiale dell energia. SHV Energy è uno dei principali gruppi operanti a livello mondiale nella commercializzazione del GPL e fa parte di SHV Holding: 30 milioni di clienti 3 continenti 28 paesi 14.000 dipendenti in tutto il mondo Ogni società di SHV Energy è impegnata a soddisfare meglio le esigenze dei suoi clienti e diventare il fornitore di energia nei mercati in cui opera.
Cos è il GNL Il Gas Naturale estratto dai pozzi profondi, è una miscela di idrocarburi costituita prevalentemente da metano(80-90%) e- in percentuali minori- etano, propano e idrocarburi più pesanti. Per consentirne il trasporto in modo più efficiente il gas naturale durante il processo di liquefazione, passa dallo stato gassoso a quello liquido riducendo il volume di 600 volte. La temperatura di liquefazione del gas naturale è di 160 C a pressione atmosferica: così nasce il gas naturale liquefatto(gnl). IlGNLèunariservadienergia.Passadallostato liquido allo stato gassoso solo con lo scambio termico con l atmosfera senza ulteriore utilizzo di energia
I benefici del GNL SOSTENIBILITA Altamente ecologico, è una scelta etica. Rispetta l ambiente, riduce a zero i principali fattori emissivi. Non inquina falde e sottosuolo. Non è corrosivo, non produce particolati, non rilascia zolfo o composti solforati, è amico dell aria e dell acqua. Chi usa un energia pulita migliora il presente ed il futuro di tutti. ANIDRIDE CARBONICA(CO2) GNL vs gasolio 24% GNLvsBTZ 27% ANIDRIDE SOLFOROSA(SO2) GNLvsgasolioeBTZ 98/99% CO 2 SO 2 NO x PM 10 g/kwh g/kwh g/kwh g/kwh GNL 197,8 0,002 0,06 0,00072 OSSIDO DI AZOTO(NO X ) GNL vs gasolio 66% GNLvsBTZ 90% PARTICOLATI(PM 10 ) valori prossimi allo 0 GNL vs gasolio 95% GNLvsBTZ 99% GPL 232,9 0,008 0,06 0,0072 GASOLIO 259 0,16 0,18 0,013 BTZ 272 0,5 0,6 0,21 Fonte: Innovhub SSI 2016
I benefici del GNL PERFORMANCE Elevato potere calorifico. Ha un potere calorifico elevato, superiore a quello di GPL, gasolio e BTZ. Più energia, meno spazio, minori rifornimenti. La densità del GNL (0,45 kg/l) ne rende estremamente efficiente il trasporto e lo stoccaggio, permettendo di avere una riserva consistente di energia in poco spazio. TECNOLOGIA Ideale per applicazioni energetiche tradizionali ed avanzate. Cogenerazione e recupero del freddo anche in siti non serviti dalla rete.
Gli utilizzi del GNL CNG Import vessel Import terminal or Inland supply Distribution Storage and / or satellite plant
La supplychaindel GNL I nostri hub di approvvigionamento NL, Rotterdam, BE, Zeebrugge FR, Montoir and Fos UK, Isle of Grain Spanish Terminals Other loading points Accesso a 15 terminals in tutta Europa Più del 20% di tutti i carichi di GNL nei terminali di tutta Italia e Europa Contratti di fornitura già in vigore.
I clientichecihannogiàscelto 1. Nestlé Levissima(beverage) 2. Nestlé Panna(beverage) 3. Fiat Chrysler Automobiles 4. Vis Jam (food) 5. Mario Costa (food) 6. Ferrero(animal feed) 7. Lederplast(textiles) 8. Rivoira(food) 9. Speziali(cereals) 10. Bonomi(food) 11. Norda(beverage) 12. Craver (inert materials) 13. Pucci Gomme(automotive) 14. Calizzano(beverage) 15. Pizzaferri(automotive) 16. Oilgest(automotive) 17. B-Petrol (automotive) 8 7 3 6 14 16 5 13 1 4 11 2 17 12 9 15 10
CASO 1) COGENERAZIONE A GNL CASEIFICIO DATI COGENERATORE Potenza elettrica 140 kw Potenza termica 210 kw (sottoforma di acqua calda alla temperatura di +85 C), Potenza frigorifera 105 kw (sottoforma di acqua refrigerata alla temperatura di +7 C), Percentuale energia elettrica cogenerata sul fabbisogno totale 32,0% Percentuale energia termica cogenerata sul fabbisogno totale 17,0% Risparmio annuo: 65.000 /anno Titoli di efficienza energetica: 10.000 /annno Pay back impianto di cogenerazione : 3,1 anni
CASO 2) COGENERAZIONE A GNL LAVORAZIONE FRUTTA Descrizione attività: alimentare Fabbisogno energetico: - consumi energia elettrica: 5.800.000 kwh - fabbisogno energia termica: 250.000 litri (gasolio) Dati tecnici cogeneratore: - potenza elettrica: 400kW - potenza term. LT: 550kW - consumo gas: 1050kW -Ore: 4000h/anno BILANCIO ECONOMICO Valorizzazione economica valore produzione costi produzione Energia elettrica auto. 262.735 Energia termica auto. 249.026 Titoli efficienza energetica 21.700 Valorizzazione totale 533.462 Costo GNL 237.823 Accise 19.000 Manutenzione 28.800 Totale costi 285.623 Beneficio annuo 247.838 Pay back impianto <3 anni
CASO 3) COGENERAZIONE A GNL ALIMENTARE: LAV. ITTICA Descrizione attività: alimentare Fabbisogno energetico: - consumi energia elettrica: 6.000.000 kwh - fabbisogno energia termica: 1.800t BTZ Dati tecnici cogeneratore: - potenza elettrica: 1.165kW - potenza termica HT: 428kW - potenza termica LT: 667kW valore produzione costi produzione BILANCIO ECONOMICO Valorizzazione economica Energia elettrica auto. 717.267 Energia termica auto. 238.618 Titoli efficienza energetica 115.656 Valorizzazione totale 1.071.541 Costo GNL 575.994 Manutenzione full service CHP 77.002 Accise ed oneri di sistema 58.570 Totale costi 711.565 Beneficio annuo 359.975 Pay back impianto < 3 anni
CASO 4) SOSTITUZIONE BTZ CON GNL+ ECO Condizioni di riferimento attuali (no ECO ed impianto alimentato a BTZ) PCI BTZ 11,1 kwh/kg Consumi medi BTZ 244 t Fabbisogno energia 2.712 MWh T fumi out 215 C rendimento caldaia 89% Fabbisogno netto energia 2414 MWh Spesa combustibile 146.600 La sostituzione del combustibile da BTZ a GPL/GNL consente il recupero in condensazione senza formazione di condense acide con un significativo aumento del rendimento complessivo. Condizioni riferimento CON ECO ed impianto alimentato a GNL PCI GNL 13,7 kwh/kg t fumi in 215 C Rendimento atteso 101% t H20 out 50 C t H20 in 20 C Fabbisogno netto energia 2.414 MWh Fabbisogno energia 2.399 MWh Consumi GNL 175 t Risparmio combustibile 24.518 TEE 14.254 Risparmio totale 38.772
CASO 5) POMPE DI CALORE A A GNL GDO (1/2) consumi e.e. 2015 CALCOLO FABBISOGNO ENERGETICO GHP PROPOSTE BASE NON CONDIZIONAMENTO EE CONDIZIONAMENTO CALORE (kwht) Frigorie (kwhf) Consumo Gas (kwht) Consumo ee GHP (kwhe) gennaio 242.570 83.333 159.237 286.626 228.964 5.733 febbraio 201.870 83.333 118.537 213.366 170.442 4.267 marzo 202.830 83.333 119.497 215.094 171.822 4.302 aprile 190.730 83.333 107.397 193.314 154.424 3.866 maggio 231.640 83.333 148.307 266.952 213.248 5.339 giugno 225.750 83.333 142.417 256.350 204.778 5.127 luglio 408.290 83.333 324.957 584.922 467.249 11.698 agosto 344.500 83.333 261.167 470.100 375.527 9.402 settembre 291.450 83.333 208.117 374.610 299.247 7.492 ottobre 227.000 83.333 143.667 258.600 206.576 5.172 novembre 198.480 83.333 115.147 207.264 165.567 4.145 dicembre 197.930 83.333 114.597 206.274 164.777 4.125 tot 2.963.040 1.000.000 1.963.040 0 3.533.472 2.822.621 70.669 Pompa calore esistente e.e. EER F 1,8 COP T GHP proposta gas EER F 1,25 COP T 1,40 GHP proposta ee EER F 50,0 COP T 65,5
CASO 5) POMPE DI CALORE A GNL GDO (2/2) costo attuale energia el. 450.382 costo en. Elettrica (escluso cond.) 152.000 costo en. Elettrica GHP 10.742 Costo GNL GHP 163.987 costi totali con GHP 326.729 Situazione attuale di riferimento Situazione con GHP in marcia Incentivo C.T. 2.0 Contributo conto termico 2,0 annuale 36.703 erogato in 5 anni RISPARMIO ANNUALE 160.356 Unità GHP (17 unità) 391.000 Unità idronica V.R.F. (17 unità) 102.000 Comando a filtro con timer 1.190 Comando centralizzatore di sistema 1.500 Investimento totale 495.690 Confronto costi esercizio Pay back semplice 3,09 anni
GNL: vaporizzazione con recupero energetico (1/2) Principio di funzionamento: il GNL viene vaporizzato in due scambiatori interconnessi al circuito di produzione acqua refrigerata del cliente. In caso di assenza del fabbisogno freddo da parte del cliente la vaporizzazione avviene tramite una caldaia di back up / circuito LT cogenerazione. Sistema di vaporizzazione inserito all interno di un box dedicato con minimo ingombro ed impatto visivo.
GNL: vaporizzazione con recupero energetico (2/2) Livello di efficienza + Tecnologia a recupero energetico: si produce acqua fredda ad uso processo ind. Vap. ad acqua fredda 0 - Vap. ad acqua calda GPL Vap. atmosferica Neutrale: si preleva calore dall ambiente Tecnologia dissipativa: il calore necessario è prodotto bruciando combustibile GNL GNL 2015 Sviluppo tecnologico Scambiatore termico NG Esempio di risparmio cliente rispetto a vaporizz. ad acqua calda: TEE = Ef/COPref.*fe= 35 EET/anno= 8k /anno LNG TANK (-160 C) Acqua fredda -3 C (agli impianti cl.) Contatore [kwhf] Acqua calda 0 C (da impianti cl.) E.el. frigo: 0,22kWh*tLNG/COPr.*160 /Mwh=18k /anno E.t. caldaia: 0,22kWh*tLNG/b.eff*45 /MWht =17k /anno Tot. risparmio aggiuntivo : 43k /anno
L offerta commerciale
La fornitura impianto A curadel cliente A curadiliquigas A curadel cliente Opere civili Recinzone obbligatoria Tubazioni dal punto di consegna Installazione completa di (stoccaggio) alla centrale termica Serbatoio Criogenico Vaporizzatori Atmosferici Gruppo di Regolazione e odorizzazione Pannello di controllo Dispositivi di sicurezza Tubazioni al punto di consegna Certificazioni PED
FILIERA DEL GAS NATURALE LIQUEFATT0 TERMINALE Temperatura prodotto :-162 C (fase liquida) pressione 0,1-0,3 bar TRASPORTO Temperatura prodotto :-150 C (fase liquida) pressione 0,5-1 bar SERBATOIO Temperatura prodotto: -140/150 C(fase liquida) pressione 2-3 bar Il GNL in fase gassosa viene reso a temperatura ambiente, pressione d utilizzo CLIENTE
NORMATIVA DI RIFERIMENTO Ad oggi in Italia esiste una regola tecnica di progettazione impianti GNL uso combustione e autotrazione Emanata come Circolare del M.I. 5870 del 18/05/2015 Lo standard tecnico considerato in merito ai requisiti specifici per l attività di stoccaggio GNL per combustione è la norma UNI EN 13645:2006 Installazioni ed equipaggiamenti per il Gas naturale liquefatto (GNL). Progetto di installazione di terra a capacità di stoccaggio fra 5 t e 200 t.
SCHEMA A BLOCCHI
INSTALLAZIONE IMPIANTO Serbatoio criogenico, pressione 4-6 bar Vaporizzatori atmosferici, pressione 2-3 bar Punto di carico Riscaldatore elettrico Gruppo di regolazione e odorizzazione gas, pressione 3-0.5 bar Sistema Telemetria Platea in CLS Linea all utenza pressione 0.5-0.3 bar
COMPONENTI DELL IMPIANTO
SISTEMA DI TELEMETRIA Controllo da remoto Web service SMS allarm Parametri in tempo reale
VAPORIZZAZIONE AD ACQUA Il GNL viene vaporizzato tramite due scambiatori interconnessi al circuito di produzione acqua refrigerata del cliente. In caso di assenza del fabbisogno freddo da parte del cliente la vaporizzazione avviene tramite una caldaia di back up / circuito T cogenerazione.
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