a cura di Paola Mezzalira

aziende & dintorniAziende & Dintornia cura di Convert Italia

A&D42

LA TERMOTECNICA

L’utilizzo di un impianto a biomassa può essere conveniente rispetto all’in-centivo statale concesso per la cessione totale di energia elettrica in rete (tariffa omnicomprensiva); l’energia prodotta viene quasi tutta utilizzata per i fabbisogni interni di utenza. Questa situazione è particolarmente indicata in quelle realtà industriali in cui il fabbisogno energetico è tale da assorbire quasi tutta l’energia elettrica prodotta costantemente durante l’intera giornata. In un’azienda in cui si lavorano pannelli truciolari per la produzione di mobili, si dispone di biomassa di scarto risultante dai refili, polverino e trucioli di lavorazione dei pannelli, che diventa un ottimo combustibile per alimentare una caldaia a biomassa legnosa. Il sottoprodotto, inoltre è non solo un combustibile a costo zero ma la sua valorizzazione energetica consente di evitare il costo di smaltimento. Il presente documento analizza la fattibilità tecnico-economica di un impianto di generazione elettrica combinato con caldaia a biomassa più turbina a vapore a servizio di un’industria di lavorazione del mobi-le situata nell’Italia centro-settentrionale, finalizzata all’efficientamento energetico dei consumi interni di utenza.

CARATTERIZZAZIONE DEL SOTTOPRODOTTOL’alimentazione dell’impianto sarà garantita dagli sfridi della lavorazione dei mobili, provenienti dal ciclo di sezionatura dei pannelli (pannelli di truciolare nobilitato) durante la fase di produzione dei semilavorati del mobile. La biomassa in questione è classificata come “rifiuto speciale non pericoloso” con codice CER 030105 in quanto non contaminato da sostanze o preparati classificati pericolosi ai sensi della normativa vigente in materia di etichettatura (LN 256 del 29/05/74) e in base all’allegato 1 sub 1 del DM 05/02/98; dal DM n. 186 05/04/2006 e in base all’allegato C del DLGS 152/06 classificati “rifiuti riutilizzabili”. L’operazione di recupero energetico è catalogata come R1 (utilizzazione principale come combustibile o come altro mezzo per produrre energia).

Per alimentare un impianto a turbina da 200 kWe per 8.000 ore annue sono necessari circa 3.400 ton/anno di biomassa legnosa con un PCI di 4.067 kcal/kg medio.Il dimensionamento dell’impianto prevede l’individuazione della potenza elettrica installabile, la potenza termica della caldaia associata alla tur-bina a vapore e la quantificazione della biomassa combustibile neces-saria all’alimentazione dell’impianto.

SOLUZIONE TECNICAL’impianto proposto è formato da due sezioni: la prima sezione composta dal sistema di combustione a biomassa solida disponibile in azienda. La caldaia alimentata a biomassa solida è dotata di griglia mobile che permette la corretta combustione e dotata di una sezione di abbattimento sui fumi composta da multiciclone depolverante e un elettrofiltro per l’abbattimento delle polveri sottili nei fumi espulsi. La seconda frazione di impianto è costituita da una turbina a vapore monostadio operante con vapore saturo o surriscaladato e collegata a un alternatore della potenza elettrica di 200 kWe.

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Efficientamento industriale con utilizzo di sottoprodotti di lavorazione per un’industria di lavorazione del mobile (CER 030105)

Impianto combinato caldaia a biomassa più turbina a vapore da 200 kWe presso uno stabilimento di lavorazione del mobile, alimentato a scarti

di lavorazione di pannello truciolare e polverino risultante dal taglio. L’energia elettrica e termica prodotta in cogenerazione sarà utilizzata

totalmente per gli autoconsumi interni dello stabilimento producendo un risparmio sull’energia elettrica e termica acquistata dalla rete e nel

contempo generando un risparmio sui costi di smaltimento del sottoprodotto.

Potenza termica della caldaia a biomassa

Produzione elettrica della microturbina a vapore

dicembre 2012

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LA TERMOTECNICA

ANALISI DEI CONSUMI ELETTRICIDall’analisi dei consumi elettrici sostenuti dal cliente sono state estrapolate le seguenti caratterizzazioni riguardanti i fabbisogni elettrici mensili, la potenza elettrica impegnata e i costi sostenuti. Il cliente acquista at-tualmente l’energia elettrica sul mercato libero e dall’analisi delle bollette elettriche risulta che la tariffa è composta da due voci, una ON PICK nelle 12 ore del giorno e una OFF PICK nelle 12 ore notturne e giorni festivi. Le relative tariffe sono schematizzabili come da tabella seguente:

I consumi relativi agli ultimi 12 mesi sono riassunti nel grafico seguente e suddivisi in base alle due tariffe. La valorizzazione del kWhe è stato ipotizzata uguale per tutti i mesi dell’anno.

La spesa sostenuta nelle due fasce di prezzo risultante dall’ultima bolletta nell’anno 2011/2012 è risultata essere quella riportata di seguito nel grafico:

L’anomalia dei consumi elettrici riscontrata nel mese di agosto è dovuta alla chiusura estiva dello stabilimento.

VALUTAZIONE DEL RISPARMIO DI ENERGIA PRIMARIAL’istallazione di un impianto a biomassa da 200 kWe consente di produrre energia elettrica a integrazione per la copertura del fab-bisogno del cliente.Nel calcolo della potenza elettrica disponibile dal nuovo impianto a biomassa si è considerato, prudenzialmente un assorbimento elettri-co per gli autoconsumi pari al 15%. La potenza netta a disposizione delle utenze è stata stimata, quindi, pari a 170 kWe.

La produzione elettrica dell’impianto a biomasse risulta costante sia sulla fascia on pick (OP) sia su quella off pick (OFP). Il fabbisogno elettrico di utenza, invece, risulta essere più basso nella fascia off pick (OFP); questo comporta un esubero di energia prodotta in fascia OFP, come mostrato nel grafico seguente:

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LA TERMOTECNICA

RIEPILOGO DEI CONSUMI ELETTRICINella tabella seguente è riportato il riepilogo elettrico dei consumi di utenza e successivamente della produzione di energia elettrica dell’impianto a biomassa da 200 kWe. Il surplus di energia elettrica prodotto è ceduto in rete (in fascia F3) mentre a copertura completa del fabbisogno elettrico si provvederà ad acquistare l’energia neces-saria dalla rete (alle tariffe OP e OFP).

La spesa residua per l’acquisto sul mercato dell’energia elettrica è schematizzata nella tabella seguente:

VANTAGGI DELL’INVESTIMENTOGli aspetti positivi di un simile investimento sono molteplici e possono essere così riassunti: - mancati costi di smaltimento degli scarti di produzione; - riutilizzo di materiale destinato alla discarica per recupero ener-getico;

- benefici ambientali, per minimizzazione di rifiuti solidi a discarica; - produzione di energia elettrica a basso costo; - semi-indipendenza dalla rete elettrica; - ritorno dell’investimento in 2,5 anni con mutuo bancario dell’80% con tasso del 7,5%;

- tir in full equity pari a 13,5%; - cogenerazione di calore utilizzabile ai fini del riscaldamento a titolo gratuito.

Come si ricava dal modello di analisi, a seguito dell’installa-

zione dell’impianto a biomassa, l’elettricità acquistata dalla

rete si riduce di circa un terzo, producendo un risparmio

globale di circa 196.000 €/anno. A questo risparmio si

aggiungono circa 4.500 €/anno per vendita di elettricità

in esubero alla rete e circa 12.000 €/anno di mancato

acquisto di metano per il riscaldamento del capannone.

Al risparmio globale deve aggiungersi il mancato costo di

smaltimento del sottoprodotto di lavorazione quantificato in

61.500 €/anno circa (tariffa di smaltimento pari a 18 €/

ton). Globalmente il risparmio generabile sulla sola fornitura

elettrica è di circa 274.000 €/anno. L’investimento previsto

dell’impianto “chiavi in mano” è pari a circa 1.300.000 €

con un pay back time di circa 4,5 anni in full equity.

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