Micro-cogenerazione: eff. energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita

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www.confindustriaixi.it AMBIENTE E RISPARMIO ENERGETICO AMBIENTE E RISPARMIO ENERGETICO IMPRESE X INNOVAZIONE Questa guida è stata realizzata in collaborazione con AIMB - Associazione Industriali Monza e Brianza ed Energy-Lab Srl – Monza (MI). Suggerimenti per migliorare l’utilità di queste guide e per indicare altri argomenti da approfondire sono più che benvenuti: [email protected] Guida alla micro-cogenerazione: efficienza energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita

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Guida alla micro-cogenerazione: efficienza energetica e benefici ambientali con la produzione elettrica distribuita Suggerimenti per migliorare l’utilità di queste guide e per indicare altri argomenti da approfondire sono più che benvenuti: [email protected] Questa guida è stata realizzata in collaborazione con AIMB - Associazione Industriali Monza e Brianza ed Energy-Lab Srl – Monza (MI). www.confindustriaixi.it IMPRESE XINNOVAZIONE

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IMPRESE X INNOVAZIONE

Questa guida è stata realizzata in collaborazione con AIMB - Associazione Industriali Monza e Brianza ed Energy-Lab Srl – Monza (MI).

Suggerimenti per migliorare l’utilità di queste guide e per indicare altri argomenti da approfondire sono più che benvenuti:[email protected]

Guida alla micro-cogenerazione:efficienza energetica e benefici ambientalicon la produzione elettrica distribuita

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INTRODUZIONEC’è una tecnologia che può dare la scossaall’economia italiana, aiutando le impresea competere nel mercato globale e crean-do allo stesso tempo ricerca, innovazioneed efficienza energetica per il nostro Pae-se. Il suo nome è micro-cogenerazione. Lacogenerazione è una tecnologia ormai con-solidata, in grado di realizzare la produzio-ne combinata, in un unico processo e di-rettamente presso il sito dell’utente, di ener-gia elettrica e calore (ed eventualmente an-che freddo, nel qual caso si parla più cor-rettamente di tri-generazione) per usi siaindustriali che civili.La cogenerazione consiste in una produ-zione interconnessa “in cascata” di elettri-cità e di calore/freddo per usi di processoo condizionamento ambientale, partendodalla medesima energia chimica contenutanel combustibile utilizzato (di solito gas na-turale). Dal suo utilizzo ne consegue unuso più efficiente e con meno sprechi del-la medesima risorsa combustibile, in pro-spettiva sempre più scarsa in natura ed acosti crescenti nel tempo.L’incremento mondiale della domanda dienergia primaria, accompagnato dall’eleva-to prezzo del petrolio, ha dato uno slancioallo sviluppo delle principali fonti rinnova-bili, nonché al settore della cogenerazione.Risulta quindi di primaria importanza l’in-centivo e la sponsorizzazione di tali tecno-

logie, attraverso strategie che mirino ad ac-crescere sia il risparmio economico chequello energetico per privati ed imprese.È fondamentale comprendere le caratteri-stiche della cogenerazione, le soluzioni im-piantistiche che permettono un uso più ra-zionale dell’energia e le opportunità deri-vanti dal recepimento da parte del governodella Direttiva Comunitaria 2004/8 ineren-te gli incentivi ai sistemi di cogenerazione.

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GUIDA ALLA MICRO-COGENERAZIONE:efficienza energetica e benefici ambientalicon la produzione elettrica distribuita

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Chiarito il concetto tecnico di fondo, èevidente che i vantaggi della cogenera-zione sono molteplici:• Vantaggi economici: con la cogenera-

zione si sfrutta meglio l’energia conte-nuta nel combustibile, ovvero a paritàdi energia utile prodotta, si consumameno combustibile. Inoltre la cogene-razione consente la riduzione dei co-sti di gestione degli impianti di produ-zione dell’energia, limitando le perdi-te di impianto, e soprattutto, permettedi avere costi di produzione altamentecompetitivi, a partire dalle fasce ora-rie tariffarie a maggior costo elettricounitario.

• Vantaggi operativi e tecnologici: la co-generazione consente maggiore flessi-bilità operativa e riduzione del rischioblack-out, con in più garanzie dellaqualità della fornitura che in taluni casi(processi critici e/o continui) può diven-tare indispensabile.

• Vantaggi ambientali: la riduzione del-l’utilizzo percentuale di combustibilifossili per esigenze di riscaldamento ela diminuzione dell’emissione di CO2,responsabile primaria dell’effetto serra,comporta una diminuzione dei costi so-ciali dell’inquinamento e consente diadempiere alle prescrizioni previste dalProtocollo di Kyoto.

• Salvaguardia delle risorse: la cogenera-zione consente un utilizzo più efficien-te delle risorse energetiche tradizionali(petrolio, carbone, gas naturale), ridu-

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Un impianto convenzionale che produceenergia elettrica ha un rendimento del moto-re primo che trascina l’alternatore pari a cir-ca il 35-40% dell’energia del combustibileutilizzato, mentre il restan-te 60-65% viene dispersonell’ambiente sotto formadi calore, tenendo conto ditutte le dissipazioni e di -spersioni presenti in taleprocesso, dalla generazio-ne sino alla distribuzione amezzo elettrodotto all’u-tente finale. Con un impianto di coge-nerazione, invece, il calo-re prodotto dalla combu-stione nel motore primo non viene dispersonell’ambiente, bensì recuperato per altri uti-lizzi e tipicamente soddisfa le esigenze ter-miche delle utenze collegate all’impiantostesso (vapore, olio diatermico, acqua calda).In questo modo la cogenerazione permettedi raggiungere il massimo utilizzo del com-bustibile, con recupero di un rendimentocomplessivo superioreall’80÷85% (il che signifi-ca minimizzare lo sprecodi energia pregiata conte-nuta nel combustibile).Lo schema concettuale deivantaggi energetici dellacogenerazione sono sinte-tizzati nei due seguenti dia-grammi a fiume, dove so-no rappresentate le moda-

lità classiche (Figura 1) e cogenerative (Figu-ra 2) del soddisfacimento di un consumo di1.000 kW elettrici e termici da parte di unipotetico utente industriale.

In questo caso, ipotizzando un rendimentodel sistema elettrico complessivo del 40% edella caldaia generatrice dell’80%, il soddi-sfacimento dell’esigenza energetica dell’u-tente finale di 1.000 kW elettrici + 1.000 kWtermici comporta un utilizzo di energia pri-maria sotto forma di combustibile pari a3.750 kW.

Come si nota, l’utilizzo della cogenerazione,che tipicamente prevede un rendimento delmotore elettrico del 40% per un recupero ter-mico di pari efficienza, permette una produ-zione dei medesimi 1.000 kW elettrici e ter-mici presso l’utente finale con un consumo dienergia primaria sotto forma di combustibilepari a soli 2.500 kW, garantendo un cospicuorisparmio di quest’ultimo, circa il 33% diquanto richiesto nel caso precedente.Pur avendo esemplificato in questi due esem-pi schematici il concetto tecnico alla basedella cogenerazione, appare evidente comeessa comporti un più razionale utilizzo delcombustibile primario attraverso il recuperoefficiente di un contenuto termico dei fumidi scarico del motore primo che, viceversa,va del tutto disperso nel caso di una produ-zione elettrica e termica separata.

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FIGURA 1 - GENERAZIONE AUTONOMA DI ELETTRICITÀ E CALORE

FIGURA 2 - GENERAZIONE COMBINATA (COGENERAZIONE) DI ELETTRICITÀ E CALORE

COME FUNZIONA LA COGENERAZIONE I BENEFICI DELLA COGENERAZIONE

Produzione elettrica con cogenerazione 40% del calore entrante: 1.000 kW elettrici

Cogenerazione elettricità e calore

Combustibile 2.500 kW

Totale consumo cogenerazione: 2.500 kWRisparmio da cogenerazione: 3.750 kW - 2.500 kW = 1.250 kW (33%)

Produzione del calore con cogenerazione 40% del calore entrante: 1.000 kWt

Perdite per generazione elettrica60% del calore entrante: 1.500 kWGenerazione

autonoma elettricaCombustibile 2.500 kW

Totale consumo con generazione autonoma di elettricità e calore: 2.500 kW + 1.250 kW = 3.750 kW

Produzione elettrica da generazione autonoma 40% del calore entrante: 1.000 kW elettrici

Produzione del calore con caldaia autonoma80% del calore entrante: 1.000 kWt

Perdite caldaia 20%: 250 kW

Generazione autonoma calore

Combustibile 1.250 kW

Perdite processo cogenerativo20% del calore entrante: 500 kWt

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cendo gli sprechi, grazie anche alle mi-nori perdite di trasmissione e distribu-zione elettrica conseguente alla localiz-zazione dell’impianto in diretta prossi-mità dell’utenza.

• Vantaggi finanziari: con l’attuazionedella direttiva UE 2004/8, recentemen-te approvata dal Consiglio dei Ministri,la cogenerazione beneficerà di sempli-ficazioni amministrative e di nuovi cri-teri in base ai quali saranno rilasciati i“certificati bianchi”, titoli di efficienzaenergetica che sono scambiati sul mer-cato e hanno un valore economico.

Come ulteriore vantaggio finanziario

della cogenerazione, si deve tener contodell’opportunità di realizzare un impian-to con ridotti tempi di rientro del capita-le investito, anche grazie alla normativache consente una defiscalizzazione delgas naturale usato come combustibileper la cogenerazione. Un impianto co-generativo correttamente dimensionatoconsente risparmi energetici dell’ordinedel 20-30% (si vedano alriguardo le figure 1 e 2nel paragrafo precedente)ed un pay-back dell’inve-stimento intorno ai 36-60mesi.

Il punto di partenza per uno studio di ottimiz-zazione energetica attraverso la cogenerazio-ne è comprendere che il limite principale ditale tecnologia riguarda soprattutto la corri-spondenza tra produzione e domanda di ener-gia elettrica e termica; non serve a molto otte-nere alti rendimenti complessivi se poi non sipuò razionalmente utilizzare tutta l’energiaprodotta.

Le utenze civili e industriali assorbono l’ener-gia elettrica e termica con leggi sostanzial-mente indipendenti e, considerando che l’e-lettricità non è praticamente accumulabile edil calore lo è solo per brevi periodi, la coge-nerazione è proponibile e conveniente quan-do le domande di energia elettrica e termicasono compatibili e usufruibili contemporanea-mente nel tempo.L’ottimizzazione energetica ed economicadella fornitura di energia attraverso l’impiantodi cogenerazione è realizzabile andando adoperare nei seguenti punti:• analizzando la logica di funzionamento del

sistema energetico in modo tale da propor-

re eventuali modifiche volte ad incrementa-re il rendimento energetico dell’impianto;

• scegliendo la configurazione ottimale difunzionamento dei cogeneratori, ovverocomprendere quando dal punto di vista eco-nomico ed energetico risulta convenienteprodurre;

• ricercando nuovi fornitori di energia e com-bustibile. Il mercato libero, infatti, consentedi perseguire notevoli risparmi attraverso laricerca della migliore offerta.

La convenienza tecnico-economica nella ge-stione di un impianto di cogenerazione è unproblema complesso, a causa dell’elevato nu-mero di variabili in gioco. Lo studio di otti-mizzazione di un impianto di cogenerazionerichiede la conoscenza e la valutazione dimolti parametri e grandezze che spaziano daquelli tecnici e termodinamici a quelli econo-mici e tariffari.A meno di situazioni particolarmente sfavore-voli, l’autoproduzione di elettricità, accompa-gnata dall’utilizzo del calore prodotto, con-sente di ottenere apprezzabili vantaggi. Vediamo ora quali sono i passi da effettuareper lo studio di ottimizzazione dell’impiantocogeneratore.Da un punto di vista concettuale, le tappe dapercorrere per arrivare ad una realistica quan-tificazione dei benefici economici ed energe-tici prodotti da un impianto di cogenerazionesono:• studio del sistema energetico dell’utenza.• Definizione dei consumi elettrici e termici

orari, specificando le temperature di eserci-zio richieste. È estremamente importante co-

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COME VALUTARE LA SCELTA TECNICA PER COGENERARE

Ipotizzando per l’esempio al paragrafo precedente i seguenti valori annui economici e di consumo energetico:

Costo impianto cogenerativo 1.000 kWe / kWt: 900.000 €Costo metano: 0,30 Cent/Smc (1 Smc = 9,6 kWh)Costo medio elettricità: 110 Euro/MWhCosto manutenzione: 8,0 Euro/MWhOre funzionamento: 4.500 annue

SENZA COGENERAZIONE:Consumo elettrico: 1.000 x 4.500 h = 4.500.000 kWh Spesa elettrica: 110 x 4.500 h = 495.000 €Consumo metano: 1.250 x 4.500 h / 9,6 = 585.900 Smc Spesa metano: 585.900 x 0,30 = 175.770 €

CON LA COGENERAZIONE:Consumo metano: 2.500 x 4.500 / 9,6 = 1.171.875 Smc Spesa: 585.900 x 0,30 = 351.560 €Costo manutenzione annua: 4.500 x 8 = 36.000 €Risparmio ottenuto: 495.000+175.770 – 351.560 – 36000 = 283.210 €/anno

Pay Back (senza oneri finanziari): 900.000 / 283.210 = 3,2 anni circa

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Il processo cogenerativo è particolar-mente indicato ed ha storicamente avu-to maggiore applicazione in processienergetici produttivi di grande taglia ead alta intensità energetico/termica (car-tiere, teleriscaldamento urbano, chimicadi processo): in quegli ambiti l’economiadi scala del grande impianto premia unascelta che energeticamente ed economi-camente favorisce l’installazione quan-do esiste grande contemporaneità elet-trico-termica.Tuttavia, recentemente, un ambito mol-to interessante di applicazione della tec-nologia è diventato anche quello dellamicro-cogenerazione, ovvero un ambitodi potenze elettriche tra i 50 ed i 1.000kW, ambito nel quale il Ministero delloSviluppo economico (di concerto con ilMinistero dell’Ambiente e dell’Interno)prevede di implementare procedure au-torizzative semplificate per l’installazio-ne e l’esercizio, nonché condizioni tec-nico-economiche di connessione alla re-te per la cogenerazione ad alto rendi-mento, particolarmente incentivanti epremianti.Inoltre lo sviluppo tecnologico ha porta-to alla creazione di una nuova genera-zione di unità micro-cogenerative parti-colarmente compatte ed efficienti, la cuiintroduzione nel processo produttivoaziendale risulta essere poco invasiva epremiante, soprattutto laddove sia neces-saria una produzione di calore a bassatemperatura.

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noscere la tipologia di calore da utilizzare: lacogenerazione difficilmente produce caloresuperiore ai 200-250°C. La funzione piùclassica della cogenerazione, quella checonsente un maggiore recupero, è quellache privilegia recuperi termici a bassa tem-peratura (ciò è vero soprattutto per il moto-re endotermico).

• Valutazione oraria della effettiva contempo-raneità di utilizzo di energia elettrica e ca-lore/freddo, a causa della contemporaneitàdi produzione delle due fonti. Poiché nellacogenerazione elettricità e calore sono con-temporaneamente prodotti e, dato che il ca-lore è difficilmente stoccabile, la cogenera-zione è tanto più efficiente quanto più le esi-genze elettriche e termiche dell’utente sipresentano congiunte, nel medesimo istan-te (diversamente, la cogenerazione non po-trebbe garantire i medesimi benefici econo-mici ed energetici).

• Valutazione della tecnologia di cogenera-zione da adottare. Tale scelta è direttamen-te correlata all’analisi del rapporto elettrici-tà-calore che si desidera ottenere. General-mente è opportuno evitare una cogenera-zione con sovrapproduzione di calore ri-spetto alle reali necessità aziendali. È anziopportuno dimensionare l’impianto coge-nerativo in base alla potenza termica ri-chiesta, al fine di evitare lo spreco di calo-re. In funzione della scelta termica, è poipossibile determinare l’output elettrico ilquale può essere insufficiente o esuberantea coprire il fabbisogno. Di conseguenza, seinsufficiente, è il parallelo con la rete elet-

trica che garantirà il fabbisogno dell’uten-za, mentre se esuberante, vi sarà una ces-sione strutturale di energia all’esterno chedeve essere attentamente valutata (le ces-sioni elettriche nelle ore vuote notturne ofestive sono critiche, in quanto poco valo-rizzate dal mercato).

• Determinazione degli spazi di installazionedell’impianto. L’utente deve essere dispostoa privarsi di una quota parte delle propriearee interne per un periodo considerevolepari alla vita utile dell’impianto (10-20 anni).

• Definizione dell’ambiente e dei vincoli cir-costanti che condizionano la gestione del-l’impianto: condizioni di fornitura dell’elet-tricità e dei combustibili (tensione elettrica,pressione/portata gas metano, ecc.), connes-sioni con altri impianti, vincoli normativi,ecc. La disponibilità del combustibile ne-cessario deve essere attentamente valutata,soprattutto per il gas naturale può non esse-re possibile il potenziamento della rete gasai valori richiesti. Altro caso tipico è l’insuf-ficiente disponibilità di pressione per unasoluzione cogenerativa con turbogas (alme-no 5 bar richiesti). In questa circostanza ènecessario dotare l’impianto cogenerativodi un compressore che aumenta il costo ediminuisce l’efficienza.

• Analisi dei vincoli ambientali sia sulle emis-sioni al camino che su quelle sonore, so-prattutto per i motori alternativi che genera-no vibrazioni pulsanti a bassa frequenza fa-stidiose per eventuali nuclei abitativi vicinie che possono richiedere onerosi interventidi insonorizzazione.

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IL QUADRO NORMATIVO ATTUALEAttualmente è stata recepita la DirettivaComunitaria UE 2004/8 al fine di potenziare l'usodella cogenerazione come mezzo per risparmiareenergia. Considerati i benefici della cogenerazionein termini di risparmio di energia primaria, di prevenzione delle perdite di rete e di riduzionedelle emissioni, in particolare quelle dei gas a effetto serra, la promozione della cogenerazionead alto rendimento basata su una domanda di calore utile è una priorità comunitaria. Inoltre, poiché l'uso efficiente dell'energia di cogenerazione può contribuire alla sicurezzadell'approvvigionamento energetico e allacompetitività dell'Unione europea e dei suoi Statimembri, è stato necessario adottare misure checonsentano di sfruttare meglio questo potenzialenel quadro del mercato interno dell'energia.Grazie a questa direttiva lo Stato deve elaborareregimi di sostegno della durata di almeno 4 anni,evitando frequenti cambiamenti nelle procedureamministrative ed assicurando che i regimi di sostegno pubblico rispettino il principio di soppressione graduale del sostegno.Il meccanismo d’incentivazione principale è quellodei cosiddetti titoli di efficienza energetica o certificati bianchi, varati per tutte le iniziative di risparmio energetico.

LA MICRO-COGENERAZIONE

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Esistono tre tipologie motoristiche base econsolidate, per la cogenerazione:1. motori a combustione interna;2. turbine a vapore;3. turbine a gas.

La scelta ottimale della tecnologia è fun-zione del rapporto elettricità/calore del-l’utente, della taglia dell’impianto e del li-vello di temperatura richiesto dall’utenzacalore.

1. Motore a combustione interna.Rappresenta la più semplice e standardiz-zata delle soluzioni ipotizzabili, con taglie

elettriche disponibili da 40 a 8.000 kW.Questi i dati fondamentali di un impiantocogenerativo:Rendimento elettrico: 30÷50%.Rendimento recupero termico: 30÷45%.Rendimento complessivo: 65÷85%.Rapporto produzione termica/elettrica: 0,5÷1,0.Combustibili: gas naturale, GPL, gasolio.Costi installazione: 700÷1000 €/kW.Costi manutenzione: 0,012÷0,016 €/kWh.

Vantaggi:• rapidità di installazione;• semplicità costruttiva;• disponibilità a frequenti avviamenti ed ar-

resti;• buona attitudine a seguire le variazioni

di carico;• elevati rendimenti elettrici, anche a po-

tenze di targa piccole;• limitato costo unitario per kW installato.Svantaggi:• alto costo di manutenzione;• vibrazioni e rumore;• parte consistente del calore cogenerato a

bassa temperatura (<100° C).

2. Turbina a vaporeIn questo caso si produce vapore con unacaldaia esterna; tale vapore viene espanso inturbina per la produzione elettrica e a valle

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Di particolare rilevanza è lo sviluppo di taletecnologia nel campo delle utenze civili. In-fatti, se si considera l’applicazione della mi-crocogenerazione nell’ambito domestico, sipuò pensare di sostituire le caldaie a gas na-turale con sistemi che abbiano le stesse ca-ratteristiche di sicurezza e semplicità d’uso ed’installazione, ma che abbiano la caratteri-stica di realizzare la coproduzione di elettri-cità e calore in modo “intelligente”, vale adire recuperando sempre integralmente il ca-lore e concentrando la produzione elettricanelle ore in cui il prezzo è più elevato.A titolo di esempio, è da segnalare la di -sponibilità sul mercato di un cogeneratoredomestico di bassissimo impatto sonoro edambientale,della potenzaelettrica di1,2 kW e 8kW termici,perfettamenteintegrabile inuna cucinad o m e s t i c a ,come si puònotare nellafoto a fianco.

Per quanto riguarda la microcogenerazione inambito industriale, essa è già disponibile edapplicabile grazie alla standardizzazione del-le taglie di potenza, con modelli estremamen-te affidabili e di limitato ingombro da tempodisponibili sul mercato. Le applicazioni tipi-che prevedono soprattutto utenze elettricheche richiedono una contemporanea produzio-ne di acqua calda ad uso riscaldamento am-bientale od ancor meglio produttivo. L’ambitopuò essere quanto mai vario, dall’utilizzo diacqua calda per processi di decapaggio a fi-nalità di riscaldo o pre-riscaldo prodotto/mac-chinario nell’industria alimentare e/o chimica.La foto sottostante rappresenta gli ingombri di

impianto per un utilizzo in parallelo di tremicroturbine a gas di tale tipologia, destina-te alla produzione di acqua calda per il con-dizionamento di un edificio industriale. In prospettiva, l’attuazione della direttivacomunitaria 2004/8 consentirà di fare no-tevoli passi in avanti in termini di incenti-vazione della micro-cogenerazione, soprat-tutto grazie ad una auspicata semplificazio-ne sotto l’aspetto burocratico, tecnico enormativo delle pratiche autorizzative.

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I settori applicativi in cui la tecnologia della micro-cogenerazione si collocaidealmente con le esigenze energetichedelle utenze sono il terziario, la piccola e la media industria e il settoreresidenziale.

TIPOLOGIE DI COGENERAZIONE

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della stessa o in punti intermedi viene “spil-lato” vapore per le necessità di processo. Taglie elettriche disponibili: 500-200.000 kW.Rendimento elettrico: 10÷35%.Rendimento recupero termico: 60÷75%.Rendimento complessivo: 75÷90%.Rapporto produzione termica/elettrica: 0,1÷1 e oltre.Combustibili: gas, gasolio, olio combustibile,cherosene, gas da impianto di gassificazione,carbone, rifiuti ecc. Può essere efficacementeutilizzato anche calore di scarto a media/altatemperatura di esercizio.Oneri di installazione: 1.500÷3.000 €/kW.Oneri di manutenzione: 0,002÷0,006 €/kWh.Vantaggi:• possibilità di utilizzare combustibili non

pregiati;• estrema affidabilità;• efficienza globale più elevata;• disponibilità a variare il rapporto termi-

co/elettrico.Svantaggi:• basso indice energetico e basso rendimen-

to elettrico;• rendimento ridotto a carichi parziali;• complessità di gestione;• sensibilità alle variazioni di carico termico.

3. Turbina a gasIn questa macchina viene compressa ariaesterna ad alta pressione e in essa bruciato ilcombustibile che viene poi a valle espansoin una turbina integrata sul medesimo assedel compressore per la produzione di elettri-cità. A valle dell’espansione viene effettuato il

recupero termico cogenerativo, con il van-taggio della concentrazione del calore recu-perabile in un’unica vena fluida.Taglie elettriche disponibili: 30-100.000 kW.Rendimento elettrico: 20÷38%.Rendimento recupero termico: 35÷50%.Rendimento complessivo: 70÷85%.Rapporto produzione termica/elettrica: 0,2÷0,8.Combustibili: sostanzialmente gas naturale.Costi installazione: 500÷1800 €/kW.Costi manutenzione: 0,006÷0,009 €/kWh.Temperatura fumi: 400-550 °C.Vantaggi:• rapidità di installazione;• spazi ridotti per la macchina operatrice;• semplicità operativa;• energia termica disponibile ad alta tem-

peratura;• possibilità di operare in postcombustione.Svantaggi:• rendimento ridotto a carichi parziali;• sensibilità alle variazioni di temperatura

e pressione esterne;• non disponibilità a frequenti avviamenti

ed arresti;• tempi di realizzazione.

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Configurazione Potenza (kW) Rendimento elettrico netto % Peso (kg) Ingombri (lunghezza x larghezza x altezza – mm)

Ipotesi #1 30 25 405 1.515 x 762 x 1.943Ipotesi #2 60 28 1.250 1.956 x 762 x 2.764Ipotesi #3 80 28 1.930 3.100 x 876 x 1.922Ipotesi #4 100 29 2.040 3.000 x 840 x 2.110Ipotesi #5 100 30 2.000 2.900 x 840 x 1.920Ipotesi #6 200 33 n.d. n.d.

FIGURA 3 - CONFIGURAZIONI DI MICRO-TURBINA A GAS

Nell’ambito della micro-cogenera-zione con turbina a gas, importan-za sempre maggiore stanno assu-mendo le cosiddette microturbinea gas a cogenerazione integrata, ditaglia compresa tra i 30 ed i 200kW. Queste nuove microturbineprevedono le seguenti importantiinnovazioni di macchina:• Turbomacchina ad espansione

radiale anziché assiale.• Basso rapporto di compressore

e ciclo rigenerativo.• Eliminazione del riduttore per

alternatore.• Generazione in conversione

statica di frequenza.La taglia particolarmente ridotta, il limitatoingombro e l’elevata affidabilità di questatipologia di macchina la rendono partico-larmente apprezzata in soluzioni cogene-rative di tipo civile od utilizzo servizi-uffi-ci, laddove non sia necessaria una elevatatemperatura del fluido caldo.L’immagine ben rappresenta i limitati in-gombri e la tipologia poco invasiva di unimpianto a micro-turbina a gas.

Per facilitare la scelta della soluzione piùadatta alle specifiche esigenze della singolaimpresa, la figura 3 riporta alcune combina-zioni di potenza, rendimento e dimensioneattualmente disponibili sul mercato.Come si nota, il limitato ingombro ed il pe-so ridotto rendono questa filosofia cogene-rativa particolarmente interessante, qualo-ra l’elemento spazio diventi una delle va-riabili critiche dell’impianto.

LE MICRO-TURBINE A GAS PER LA COGENERAZIONE

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La micro-cogenerazione distribuita è unprocesso energetico ormai consolidato,in grado di fornire alle aziende che ne

hanno le caratteristiche idonee un im-portante strumento di risparmio ed otti-mizzazione energetica.

Dal punto di vista economico, se corret-tamente dimensionata, la cogenerazionepuò garantire risparmi importanti, sia perl’azienda che la implementa con succes-so, sia per il Paese, portando un contri-buto di efficienza al sistema produttivopiù che mai prezioso per il mantenimen-to di una posizione di competitività diprodotto e di processo nel contesto deimercati internazionali, nel medio e lun-go periodo.

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CONCLUSIONI