ENERGIA & AMBIENTE Risparmio di energia da fonti rinnovabili: le opportunità nel Friuli Collinare Giovedì 11 dicembre 28 Alcune proposte progettuali di interesse comprensoriale Gioacchino Nardin, Patrizia Simeoni, Alessandro Mattiussi Centro Interdipartimentale per la Formazione e la Ricerca Ambientale (CIFRA) Università di Udine
Finalità dell indagine Oltre alle soluzioni standard, l obiettivo di questo studio è stato quello di proporre opzioni/progetti di risparmio energetico di sistema, di taglia rilevante e soprattutto non immediatamente palesi. Fornitura energetica delle vicine utenze industriali totalmente derivante da fonte rinnovabile. Benefici ambientali derivanti dal bilancio di emissione di CO 2. Arricchimento del territorio. Garanzia della continuità di fornitura dell'energia
Metodologia utilizzata Analisi dell offerta Analisi della domanda VAN 8. Localizzazione impianto 6. 4. 2. -2. -4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15-6. Scelta impianto - taglia Simulazione di funzionamento Pianificazione Energetica-Rurale Analisi economica e finanziaria Bilancio Energetico ed Ambientale -8. anni Analisi di sensitività
Sintesi delle proposte Impianti fotovoltaici Impianto di digestione anaerobica Soluzioni singole Impianti idroelettrici di piccola taglia ( mini-idro ) Soluzioni di sistema Impianto alimentato a bioolio Recuperi energetici Impianto di trigenerazione con teleriscaldamento
1. Soluzioni singole: recuperi energetici Recupero energetico degli scarti di lavorazione del legno: Tecnologie cogenerative ORC: soluzione ottimale (tecnicamente ed economicamente) per aziende dotate di impianti termici a scarti legnosi di almeno 4MW, con tempi di ritorno dall investimento di circa 6 anni. Recupero energetico dai fumi dei processi elettrosiderurgici: Il contenuto energetico residuo dei fumi in uscita da impianti a forno elettrico ad arco è superiore al 2% del totale: l utilizzo di ORC consente di recuperare parte di questo consistente valore per produrre energia elettrica e termica Ciclo ORC
2. Soluzioni singole: impianti fotovoltaici Oggetto dell indagine: installazione di impianti fotovoltaici Vantaggi principali: Installabili praticamente ovunque Manutenzione limitata Elevati livelli di affidabilità Limitati tempi di installazione 1 < P < 3kWp Silicio Policristallino: 6'55 /kwp Silicio Monocristallino: 6'6 /kwp Silicio Policristallino High Power: 6'8 /kwp Silicio Amorfo: 6'2 /kwp 3 < P < 2 kwp Silicio Policristallino: 6'5 /kwp Silicio Monocristallino: 6'55 /kwp Silicio Policristallino High Power: 6'7 /kwp Silicio Amorfo: 6'1 /kwp Il Conto Energia P > 2 kwp Silicio Policristallino: 6'45 /kwp Silicio Monocristallino: 6'5 /kwp Silicio Policristallino High Power: 6'55 /kwp Silicio Amorfo: 5'9 /kwp Costi di installazione degli impianti FV Limiti Elevato investimento richiesto Produttività dipendente dalla disponibilità di radiazione solare Convenienza economica vincolata a incentivi statali (es: Conto Energia)
3. Soluzioni singole: Impianti Mini-Idro Oggetto dell indagine: sfruttamento energetico dei canali irrigui tramite impianti idroelettrici di piccola taglia Vantaggi principali 1. Elevata affidabilità ed efficienza 2. Riduzione delle opere civili 3. Basso impatto sul territorio Osoppo Buja Dignano Risorsa Ledra Ledra Canale Potenza 65 kw 45 kw 45 kw Costi di realizzazione 34. 295. 22. Energia kwh -Anno 35. 235. 25. Limiti 1. Conflitti nell uso dell acqua 2. Incertezza dei dati di portata 3. Danneggiamenti alla fauna ittica S. Daniele Rive D'Arcano Forgaria Ledra Corno Allevamenti Risorg. Cornino 17 kw 15 kw 5 kw 25 kw 9. 1.32. 2.25. 8. 65. 75. 16. 125. S. Vito Ledra 95 kw 35. 45.
3. Soluzioni singole: Impianti Mini-Idro Oggetto dell indagine: recupero della stazione di pompaggio (San Daniele) Soluzione 1: Coclea idraulica Soluzione 2: Ruote idrauliche in serie
4. Soluzioni di sistema : Impianto di digestione anaerobica 1a fase: Stima dell offerta: scarti di macellazione del distretto di San Daniele N.ro Identificativo prosciuttifici o Produzione Annua (n.ro cosce) Produzione annua con osso (n.ro cosce) Produzione annua disossato (n.ro cosce) Tipologia Prodotto Produzione scarti annua (Kg) 2 122.87 122.87 no disosso 38.4 4 no 19.571 19.571 disosso 32.4 1 223.43 145.212 78.191 disosso 156. 12 no 134.623 134.623 disosso 38.4 16 7.264 4.722 2.542 disosso 4.8 18 3.75 2.48 1.297 disosso 2.88 22 63.96 41.574 22.386 disosso 5.4 23 no 48.293 48.293 disosso 1.2 24 no 37.468 37.468 disosso 8.4 27 59.689 38.798 2.891 disosso 45. 1 213.24 191.916 21.324 disosso 86.447 3 227.343 24.69 22.734 disosso 92.165 5 258.283 232.455 25.828 disosso 14.78 6 27.231 27.231 no disosso 8.76 7 116.588 14.929 11.659 disosso 47.265 8 1.8 1.8 no disosso 3.24 9 21.77 19.593 2.177 disosso 8.826 13 12.342 18.38 12.34 disosso 48.787 14 9.453 9.453 no disosso 2.88 15 246.17 221.496 24.611 disosso 99.772 17 13.52 11.747 1.35 disosso 5.291 19 22.76 2.435 2.271 disosso 9.25 21 158.239 142.415 15.824 disosso 64.15 25 1.878 9.79 1.88 disosso 4.41 26 97.46 87.714 9.746 disosso 39.51 TOTALE 2.364.338 2.88.43 54.844 1.11.54 Quantitativo non sufficiente in prima analisi per giustificare l investimento!
4. Soluzioni di sistema : Impianto di digestione anaerobica 1a fase: Stima dell offerta: potenziale biogas producibile dai reflui zootecnici Bovini e bufalini Avicoli (pollina) Suini
4. Soluzioni di sistema : Impianto di digestione anaerobica 2a fase: Localizzazione dell impianto Comune Bovini Suini Avicoli Buia 132 172 6 Cassacco 89 4 Colloredo di M. A. 756 52 185 Coseano 48 58 35 Dignano 113 1 Fagagna 913 2743 21 Flaibano 94 2 Forgaria nel Friuli 159 7 Majano Moruzzo Osoppo 537 213 48 3 Ragogna 93 Rive d'arcano 31 265 San Daniele del Friuli 238 42 6 San Vito di Fagagna 46 3116 168 Treppo Grande 114 5 COMUNITA COLLINARE 4897 14367 4356
4. Impianto di digestione anaerobica 3a fase: Scelta e dimensionamento preliminare dell impianto a biogas Caratteristiche tecniche Vasca di raccolta/miscelazione Fermentatori Gruppi motori e post trattamento -Tipologia di impianto: digestore anaerobico accoppiato a motore cogenerativo endotermico -Potenza: 1,5 MW -Funzionamento annuale: 75 h/anno Bilancio economico -Investimento totale: 3.. -Ricavi annuali: 57. -Costi annuali: 67.5 -Flussi di cassa: 52.5 -Pay-back semplice: 5,5 anni
5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale Localizzazione: comune di Fagagna Azienda di prodotti dolciari Costruenda zona artigianale Cabina di Trasformazione Conservazione prodotti caseari Essiccatoio
5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale STEP 1: costruzione di un impianto di produzione di energia elettrica alimentata ad olio di origine vegetale. STEP 2: costruzione di una rete di teleriscaldamento /teleraffrescamento per lo sfruttamento delle code termiche della centrale (raffreddamento motori e calore sensibile dei fumi). STEP 3: organizzazione di una filiera agroindustriale per la produzione in loco del biolio.
L impianto Due motori endotermici P e1 = 2,6 MW e ; P e2 =1,5 MW e Produzione di energia elettrica: 32. MWh/anno η el = G P c el, n H i 1 = 39,21% Produzione di energia termica utilizzabile: 23.48 MWh/anno Pter, t ηter, t = 1 = G H c i 55,28% Consumo specifico di olio : 218 kg/kwh Consumo di olio totale: 8.353 m 3 /anno
5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale L impianto: schema a blocchi Aria Olio vegetale Controllo Stoccaggio Legenda Materie prime ed ausiliarie Sottoprodotti Prodotti Gasolio Motori endotermici Fumi Caldaia a recupero Acqua calda acqua Alternatore Sistema riduzione NOx Urea Acqua Scambiatore a piastre Trasformatore Controllo emissioni Energia termica Energia elettrica camino Fumi depurati
5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale L impianto: l edificio
5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale L impianto: il lay-out
L impianto: i serbatoi 5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale
5. Soluzioni di sistema : Impianto a bio-olio vegetale L impianto: le emissioni Polveri totali PM mg m-3 3,4 2 93 Ossidi di azoto espressi come biossido di azoto NO2 mg m-3 4 49,8 25 38 Monossido di Carbonio CO mg m-3 65 25,9 13 8 sigla unitaà di misura Valore limite emissioni totali (t anno-1) Valori dell' impianto Distanza dal limite (%) Fr[Hz] 31,5 63 125 25 5 1 2 4 8 db 65,1 61,8 59,8 54,4 52,9 54,1 52,8 47,6 32,9
6. Soluzioni di sistema : Impianto di Trigenerazione con teleriscaldamento Localizzazione: comune di San Daniele Possibilità di intercettare la domanda contemporanea di: 1. Utenze industriali Prosciuttifici del Distretto Consumi energetici annuali nel "Distretto del Prosciutto" 8.. 6.. 4.. 2.. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 23 24 25 26 27 Consumi elettrici [kwh] ConsumiTermici [KWh] 3. Altre utenze comunali o civili 2. Utenza ospedaliera Ospedale di rete per Acuti 1.8. 1.5. 1.2. 9. 6. 3. Consumi energetici mensili dell'ospedale di San Daniele Gennaio Febbraio Marzo Aprile Maggio Giugno Luglio Agosto Settembre Ottobre Novembre Dicembre Consumi termici [kwh] Consumi elettrici [kwh]
5. Soluzioni di sistema : Impianto di Trigenerazione con teleriscaldamento Potenza stimata Rendimento globale Costo totale Risparmio medio Pay-back semplice Effetto serra evitato 7-8 MW 86% 13,5 M 2,5 M /a 5,5 anni 23.5 tco 2 /a Prosciuttifici Ospedale Civile Rete di teleriscaldamento
Sintesi degli interventi proposti Copertura elettrica [%] Copertur a termica [%] η energ. globale [%] Costo totale [milioni di ] Vita utile [anni] Tempo realizz. [mesi] Effetto serra evitato [tco2eq/ anno] Mini-idro idro,51-73 1,7 3 12 792 Solare FV,21-1 1,2 2 3,5 321 Digestore Anaerobico 1,25-39 2,9 1 2 1.927 Bio-olio olio con teleriscaldamento 11,44 6,59 8,95 4, 2 3 15.27 Trigenerazione con teleriscaldamento 17,54 1,25 86 13,5 15 18 23.57
ENERGIA & AMBIENTE Risparmio di energia da fonti rinnovabili: le opportunità nel Friuli Collinare Giovedì 11 dicembre 28 Grazie per l attenzione Centro Interdipartimentale per la Formazione e la Ricerca Ambientale (CIFRA) Università di Udine gioacchino.nardin@uniud.it tel. 432-55811