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Soluzioni tecnologiche per la microliquefazione
Matteo Santolini S.TRA.TE.G.I.E. srl
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
S.TRA.TE.G.I.E. srl
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Spin-off universitario nasce nel 2005 con l’obiettivo di essere un ponte tra l’idea della ricerca ed il . . . . .mondo industriale
MISSION
nel campo dell‘Energetica e sistemi di conversione dell'energia
• generazione, trasporto e distribuzione energia
• progettazione e gestione di impianti energetici
• applicazioni innovative su fonti rinnovabili e combustibili alternativi
• studio di tecniche di risparmio energetico
ATTIVITÀ
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
S.TRA.TE.G.I.E. srl
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Efficienza energetica
Fonti rinnovabili
Salvaguardia ambientale
Gestione sistemi Trigenerativi
Patented GNL CNG Patented
Electricity and Fresch Water Aboard
Patented
Powering Cogeneration
Patented
ORC SOLARE Petented
Efficienza motori elettrici
I NOSTRI PROGETTI INNOVATIVI
Cogenerazione e Dissalazione
Petented
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Settore Oil&Gas:
Esperienza nel campo della compressione del metano per autotrazione (brevetto)
Esperienza nel campo della liquefazione su piccola scala
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Progettazione e sviluppo
di un prototipo sperimentale
Impianto micro-scale GNL: 2-20 tonnellate/giorno
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Peak Shaving
Combustibile
Landfill gas
Boil-off
Riserve marginali
Utenze microliquefazione GNL
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Combustibile idoneo per:
veicoli pesanti/imbarcazioni a missione definita
con necessità di elevata autonomia e basso impatto ambientale
GNL come combustibile
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GNL e Biometano
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Utilizzo come combustibile del metano prodotto per mezzo di digestori Necessità di un'elevata purezza, importanza dell'impianto di pretrattamento
Possibilità per aziende agricole di convertire a metano la propria flotta di mezzi
Presenza di incentivi dedicati per la trasformazione del biometano in GNL
Biogas Biometano GNL
CH4 50-70 % >95 % >99 %
CO2 30-50 % <3 % <25 ppm
H2S <1000 ppm <10 ppm <1 ppm
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L’APPROVVIGIONAMENTO di GNL può avvenire tramite:
Acquisto al terminale di rigassificazione
Liquefazione in sito tramite impianto di piccola taglia
(si intendono < 60’000 l/d , cioè circa 25 t/d)
FILIERA GNL
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Rimozione di
H2S/CO2
DisidratazioneRimozione idrocarburi
pesanti
LiquefazioneGas Naturale
H2O Idrocarburi pesanti
LNG
Rimozione di
H2S/CO2
DisidratazioneRimozione idrocarburi
pesanti
LiquefazioneGas Naturale
H2O Idrocarburi pesanti
LNG
Per impianti su piccola scala si utilizzano schemi semplici:
Ciclo Linde
Ciclo Claude
Ciclo a refrigeranti misti (MFRC)
Ciclo ad Azoto liquido
Processo di liquefazione
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Ciclo Linde
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utilizzo di un ciclo Linde a uno o più stadi
necessità di aumentare
la pressione
di fine compressione
assenza di organi
in movimento nello skid criogenico
- costi di impianto CAPEX
+ costi operativi OPEX
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Ciclo Claude
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utilizzo di un espansore, unito ad un compressore (compander), disponibile off-the-shelf da potenze di circa 60kW,
per potenze inferiori su misura, i costi sono proibitivi
+ costi di impianto CAPEX
- costi operativi OPEX
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Ciclo a refrigeranti misti (MFRC)
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vengono utilizzati diversi fluidi perfettamente miscelabili, che agiscono a cascata per raffreddare il GN.
Utilizzato da diversi costruttori per impianti small-mid scale.
+ elevata efficienza
- regolazione complessa
ciclo SINTEF
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Ciclo ad Azoto liquido
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l’impianto utilizza azoto liquido per raffreddare, è utilizzato comunemente in diverse taglie di impianti, può essere presente un pre-raffreddamento a propano o etilene.
+ impianto semplice
- elevati costi di gestione, particolarmente per taglie piccole di impianto
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IMPIANTO GNL
ELEMENTI CARATTERISTICI
Separatore molecolare
Sistema di compressione
Sistema di pre-raffreddamento
Skid criogenico caratterizzato da
Scambiatore criogenico (wound-coil, plate fin)
Valvole di Joule Thomson
Espansore (opzionale)
Filtri e sistemi di regolazione
Serbatoio criogenico
Colonnina di erogazione
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VALUTAZIONE ENERGETICA
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Linde
DP Linde
TP Linde
Claude
Purification
11%
Compressor
67%
Chiller
15%
Other
7% Purification
15%
Compressor
57%
Chiller
21%
Other
7%
Purification
16%
Compressor
55%
Chiller
23%
Other
6%Purification
14%
Compressor
70%
Chiller
7%
Other
9%
Linde
DP Linde
TP Linde
Claude
Purification
11%
Compressor
67%
Chiller
15%
Other
7% Purification
15%
Compressor
57%
Chiller
21%
Other
7%
Purification
16%
Compressor
55%
Chiller
23%
Other
6%Purification
14%
Compressor
70%
Chiller
7%
Other
9%
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Impianto da 10 t/day, ciclo Linde a tre stadi
Costo liquefazione
<25%
NG
50 c€/kg
Prezzo di riferimento sul mercato
VALUTAZIONE ECONOMICA
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55%
7%
16%
22%
Costo gas naturale
Costo energia el
Costo impianto + manut
Costo trasporto + gestione
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Approvvigionamento ai terminali:
Ancora difficoltoso
Potenziale per un miglioramento nel prossimo futuro
Approvvigionamento con impianti su piccola scala:
Ruolo centrale dei costi capitali ed energetici
Privilegiati impianti semplici
Mercati di nicchia poco influenzati dal prezzo finale del GNL, prioritaria sicurezza e continuità dell’approvvigionamento
CONCLUSIONI
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Grazie per l’attenzione
GNL a chilometro zero workshop Ancona 16 luglio 2014
S.TRA.TE.G.I.E. srl