Lo sviluppo della generazione diffusa attraverso la cogenerazione e il recupero di calore Opportunità di efficienza energetica per l industria e il territorio Egidio Adamo eni spa - direzione retail market gas & power
Agenda Il contesto normativo e di mercato per l efficienza energetica La cogenerazione distribuita come soluzione tecnologica per l efficienza energetica Alcune considerazioni
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Il contesto normativo e di mercato per l efficienza energetica L efficienza energetica rappresenta una priorità a livello europeo e nazionale strumento fondamentale per la riduzione delle emissioni e l incremento della sicurezza degli approvvigionamenti energetici fattore di competitività per le imprese, una concreta opportunità di risparmio strumento di approccio integrato per le utility, per aiutare il cliente a consumare meno e meglio Il quadro normativo vede in particolare protagonista il meccanismo dei Titoli di efficienza energetica, con un importante stimolo alle diagnosi energetiche
L efficienza energetica: soluzioni e sistemi La gestione dell efficienza energetica richiede un analisi complessiva del sistema energetico Analisi e controllo Diagnosi Controllo consumi Motori Compressori Recupero Calore Realizzazione Pianificazione Processi e Impianti Trattamento Aria Minor consumo Allarmi Gruppi Frigoriferi Efficienza energetica Buone Pratiche Edifici Impianti produttivi Isolamento termico Superfici vetrate Autoproduzione Cogenerazione Fotovoltaico Illuminotecnica Condizionam. FER Biomasse Riscaldamento Geotermia
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Un introduzione alla cogenerazione Nella pura generazione di energia elettrica, il calore residuo viene normalmente dissipato in ambiente Il calore e l energia elettrica vengono spesso utilizzati contemporaneamente produzione utilizzo COGENERAZIONE produzionecombinata dienergia ELETTRICA/MECCANICA etermica considerate entrambe effetti utili
I benefici applicativi La Cogenerazione consente: sensibili risparmi attraverso un uso razionale della fonte energetica primaria 100 Sistema di cogenerazione 39 41 Valori indicativi una buona flessibilità nell approvvigionamento termico ENERGIA ELETTRICA 39 41 CALORE maggiore flessibilità nell approvvigionamento elettrico riduzione delle emissioni totali Η es 46% Η ts 90% 84 130 46 Sistema convenzionale Risparmio di energia primaria: 23%
I vantaggi L evoluzione normativa, anche ai sensi del recente Dlgs 102/2014, premia in modo particolare la Cogenerazione ad Alto Rendimento (CAR). Tra i principali vantaggi vi sono: Possibilità di ridurre il costo di approvvigionamento dell energia elettrica (es. benefici da autoconsumo e, a determinate condizioni, lo scambio sul posto) Agevolazioni fiscali sull accisa del gas metano utilizzato per la cogenerazione Condizioni tecnico-economiche semplificate per la connessione alla rete elettrica Accesso al meccanismo dei Certificati bianchi secondo le modalità del DM 5 settembre 2011
Cos è un impianto di cogenerazione Un impianto di cogenerazione è costituito da elementi di base, tra di loro connessi e armonizzati: sistema di controllo generatore elettrico motore primo sistema di recupero calore allacciamenti elettrici alimentazione gas collegamenti idraulici
Principali tecnologie e condizioni per l applicazione Tecnologie Condizioni per l applicazione Turbine a gas Contemporanea richiesta di elettricitàe calore, con adeguato rapporto tracarico termico ecarico elettrico Turbine a vapore Utilizzo divapore,acqua calda, aria calda Consumi mensili gas di stabilimento Motori alternativi Sm3 1.000.000 900.000 800.000 700.000 600.000 500.000 400.000 300.000 200.000 100.000 0 Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic Mesi Continuità dei prelievi Microturbine Produzione centralizzata del calore e ridotto impatto sul processo produttivo
I principali settori di applicazione Campo industriale: Carta Chimica/Farmaceutica Materie Plastiche/Gomma Ceramica/Laterizi Alimentare Tessile Campo civile: Ospedali Piscine Horeca Palazzi uffici Centri commerciali
La valutazione di fattibilità tecnico - economica La decisione di inserire un impianto di cogenerazione richiede un attenta analisi preliminare, che si può articolare in tre fasi: 4.000 Analisi energetica intervista all Energy Manager raccolta dati di prelievo costruzione dei profili di carico elettrici e termici previsione di incrementi futuri kw 3.500 3.000 2.500 2.000 20000 1.500 18000 1.000 16000 500 14000 12000 0 10000 lun mar mer gio ven sab dom 8000 6000 Carichi elettrici Copertura elettrica 4000 2000 0 lun mar mer gio ven sab dom kw Carichi termici-vapore Copertura termica Scelta del gruppo di cogenerazione e modalità di gestione Valutazione della convenienza economica livello termico dell energia recuperata rapporto fra consumi termici ed elettrici taglia dell impianto condizioni di installazione e vincoli ambientali costi energetici di gestione con e senza cogenerazione costi annui di manutenzione investimenti valutazioni agevolazioni, certificati bianchi indici di valutazione economica (es pay back time)
Case study / 1 Settore industriale: alimentare Consumo energia elettrica: 30 Mln kwh/anno Consumo gas: 2,3 Mln Sm3/anno Impianto di cogenerazione: 2 motori alternativi a gas Potenza: 2 x 1.400 kwe CALDAIA A RECUPERO GAS DI SCARICO VAPORE EE prodotta: 20 Mln kwh/a Gas tot. consumato: 5 Mln Sm3/a Calore recuperato: 18 Mln kwh/a PES: 17 % GAS MOTORE ALTERNATIVO RECUPERO CALORE A BASSA TEMPERATURA EN. ELETTRICA ACQUA CALDA Risparmio annuo: 800.000 PB Time semplice:~ 3,3 anni Recupero termico: gas di scarico per vapore bassa entalpia per acqua calda Valori indicativi
Case study / 2 Settore industriale: lavorazione prodotti agricoli Fabbisogno energia elettrica: 8,7 Mln kwh/anno Fabbisogno di gas: 1 Mln Sm3/anno ARIA CALDA Impianto di cogenerazione: 1 motore alternativo a gas Potenza: 840 kwe GAS DI SCARICO EE prodotta: 5,0 Mln kwh/a EE integrazione: 3,7 Mln kwh/a Gas tot. consumato: 1,8 Mln Sm3/a Calore recuperato: 3,6 Mln kwh/a η el: 41%; ηter:30%; η tot: 71% EE CAR: 4,6 Mln kwh/a PES: 18 % GAS MOTORE ALTERNATIVO RECUPERO CALORE A BASSA TEMPERATURA EN. ELETTRICA ACQUA CALDA ARIA CALDA Risparmio annuo: 300.000 PB Time semplice:~ 3,5 anni TEE:460 TEE/a per 10 anni Recupero termico: gas di scarico per aria calda di essiccazione bassa entalpia per aria calda Valori indicativi
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La cogenerazione a gas come soluzione per l efficienza energetica Lo scenario energetico e normativo evolve verso una valorizzazione dell efficienza energetica Il processo virtuoso dell efficienza energetica parte da un attenta analisi dei fabbisogni per individuare le condizioni ottimali di applicabilità delle diverse soluzioni disponibili kw 2500 2000 1500 1000 500 0 Lun Mar Mer Gio Ven Sab Dom La cogenerazione, se ben applicata, consente di ottenere la produzione combinata di energia elettrica e termica ad alta efficienza con importanti risparmi energetici ed economici Gli sviluppi della rete possono favorire l ulteriore diffusione della generazione distribuita, con interessanti opportunità per le applicazioni cogenerative